與“敵人”一同進化

推動人類進化的最大力量是什麽?有人說是我們的環境，還有人認為可能是性。然而，讓人感興趣的新證據指向一個更加出乎意料的第三者——病原體。我們體內生存的細菌、病毒和其他寄生蟲已經極大地改變了我們的基因組，完全超出我們的想像，而且這一過程正在發生。

通過殺滅抵抗力極低的人，病原體使得能保護宿主免受傳染病侵襲的突變保存到基因組中。但這是要付出代價的。如果一個人經遺傳得到雙倍數量的這類突變，就可能會罹患鐮狀細胞貧血症、地中海貧血症，以及囊性纖維病變等遺傳性疾病。

這些發現不隻是有趣的進化問題。研究致病基因的分子結構將使我們對祖先的生存環境有新的了解。如果我們想有效地研製和檢驗新藥和疫苗，那麽搞清病原體在多大程度上塑造了我們的基因將至關重要。不僅如此，它們還將開辟對抗艾滋病和瘧疾等疾病的新途徑。有些研究人員推測，研究我們的進化曆史將有助於我們了解心髒病和癌症等致命疾病的根源，不過這尚待證實。

我們在幾個世紀之前就知道人類個體對傳染病的反應方式千差萬別。但是直到20世紀40年代末。偉大的學者霍爾丹才提出一種解釋，說明為什麽有些人天生要比其他人對某種疾病的抵抗力更強。最先暗示病原體可能塑造我們基因的就是霍爾丹的這一解釋。

在1948年於斯德哥爾摩召開的國際遺傳學大會上，美國科學家詹姆斯·尼爾和威廉·瓦倫泰因對一種稱做地中海貧血症的致命遺傳病大傷腦筋。他們在美國的一些地中海移民人口中觀察到該病。

霍爾丹知道，地中海貧血症是一種隱性遺傳疾病，意思是說，小孩必須從父母雙方各獲得一個有缺陷的基因才會發病。隻獲得一個有缺陷基因的人是無症狀的攜帶者。患有地中海貧血症的兒童不能製造足夠的血色素。紅細胞中的這種蛋白質把氧氣輸送給肌體組織。但是霍爾丹知道，雖然沒有症狀，但是攜帶者的紅細胞要比正常人的小。他還知道，在二戰之前，由攻擊紅細胞的單細胞寄生蟲導致的瘧疾是地中海地區的一個主要死亡原因。因此他提出，小個紅細胞可能對瘧原蟲引發的傳染病更有抵抗力，從而能保護攜帶者免受瘧疾的侵襲。繼承兩個有缺陷基因的兒童是寄生蟲與人類宿主之間的一場競賽中的不幸犧牲品。

這樣，“多態平衡”的概念誕生了。這種遺傳情況是指，隻攜帶一個有缺陷基因的人具有生存優勢，比如對疾病的抵抗力；但這樣的優勢使得這樣的基因缺陷在人口中的發生率上升，直至被攜帶兩個有缺陷基因的人的夭折率所抵消。

霍爾丹的觀點簡潔動人，不過搞清這一觀點是否適用於眾多遺傳疾病不是一件簡單的工作。經過幾十年的艱難研究，直到1997年，我們才得以有把握地說，霍爾丹對地中海貧血症的解釋是正確的。但是，我們尚不完全了解地中海貧血症如何使人類免受瘧疾的侵襲。霍爾丹的說法，即小個紅細胞為瘧原蟲提供了一個惡劣的生存環境不是問題的答案。不過，我們從地中海貧血症獲得的知識應該有助於我們更加了解病原體如何推動人類基因的進化，以及這對我們意味著什麽。

地中海貧血症是突變保護它們的攜帶者免受疾病侵襲的最佳例證。不過這隻是冰山的一角。越來越多的證據顯示，病原體已經而且仍在塑造我們的很多基因和器官。隻瘧疾一種疾病就迫使至少14個人類基因發生改變，而發生改變的基因數量仍在增加。

瘧疾的例子絕非獨一無二。研究人員在最近幾年發現的線索顯示，其他的很多傳染病參與改變了我們的基因組。研究人員已經確認了很多基因，它們是導致我們對許多細菌和病毒的易感程度不同的主要原因。這些疾病包括結核病、麻風病、艾滋病以及肝炎。

那麽，這些新信息到底能告訴我們什麽呢?研究地中海貧血症等疾病在全球的分布能夠幫助我們了解人類曆史。例如，瘧疾可能隻是在較近的過去才開始侵襲人類的，因為對地中海貧血症突變的分析結果顯示，該病大約在5000年前首次出現。這與人類開始從事農業的時間恰好一致，因為當時的環境更加有利於瘧原蟲的傳播。

類似的研究結果還能告知我們人類在古代的遷移情況。在南美土著人口中沒有地中海貧血症和鐮狀細胞貧血症患者這一情況可能說明，在人類渡過白令海峽移居美洲的時候，亞洲大陸還沒有瘧疾。

除了曆史，這類發現還對生物醫學研究至關重要。在研製瘧疾疫苗時必須清楚，在接受疫苗試驗的人口中，哪些人對瘧原蟲具有高度的天生抵抗力。不過更具吸引力的是，更好地了解與遺傳抵抗力相關的保護機理可能為研製新的治療方法提供有價值的線索——為何不從大自然的這些非凡實驗中汲取靈感呢?

因此毫無疑問，在我們對抗傳染媒介物的長期鬥爭中，我們的基因構成被大大改變了，而且一定仍在變化。鐮狀細胞貧血症和地中海貧血症等疾病是人類進化進程留在我們身體上的傷疤。但是，除了遺傳疾病，我們在傳染病的長期作用下所發生的基因改變還有其他不利影響嗎?在我們為自己創造的全新環境中，這些改變可能有害嗎?隻有在探究我們對各種環境因素的不同易感性的遺傳基礎時，這些問題的答案才能變得明了。環境因素似乎是導致糖尿病、肥胖和心髒病等發達國家常見病的原因。

最近，研究人員試圖從進化的觀點解釋很多人類疾病，而“進化醫學”的新科研領域也已出現。其支持者認為所有疾病，從孕婦晨吐到某些類型的癌症和精神疾患，都可以視做適應進化的變化。這完全是推測，在目前幾乎沒有證據支持這一說法。不管怎樣，傳染病研究帶來的證據幾乎毫無疑問地顯示，進化的視角可能對我們了解目前的很多致命疾病極其有價值。