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不完美的我們

2022-04-03 13:48:00
祝您健康·文摘版 2022年11期
關鍵詞:基因突變人類基因

為什么人會生病,為什么疾病與人終生相伴?

我的答案是——疾病是人類進化的遺產(chǎn)。

從地球上出現(xiàn)第一個真核細胞開始,大約過了上億年的時間,人類才出現(xiàn)。經(jīng)過上百萬年的進化,人類才逐步成為我們今天的樣子。我們的身體里處處保留著進化的痕跡,但進化并沒有幫我們將疾病消除。

比如,眼睛作為這個世界上最精密的光學系統(tǒng),卻可能患上820多種眼病中的任何一種。再比如,在人的一生中,心臟可以“撲通撲通”地跳25億—30億次,把血液精準地輸送到身體的每個部位,但是供應心臟自身用血的血管卻非常細,容易狹窄甚至堵塞,導致心絞痛和心肌梗死。另外,人類需要尿道和腸道兩個通道排泄廢物,多一套系統(tǒng),也就多了一層患病的風險,故醫(yī)院設泌尿科和消化科分別治療這兩條通路上的疾病。但是,鳥類卻只需要一個排泄通道。進化讓鳥類和人走上了不同的道路。

進化為什么要這么做?我們將這個問題留給進化生物學家回答。

醫(yī)學要做的是接受進化帶來的一切,從結果去反推過程,推導人類與進化、疾病與進化的關系,這樣我們就可以站在一個更高的時空角度去審視疾病,為疾病的預防和治療提供更高維度的理解。

在我看來,疾病是進化帶來的遺產(chǎn)。為什么這么說呢?接下來,我們分三個層面進行討論。

基因的不完美

絕大多數(shù)的疾病都與基因具有相關性。很多慢性病的風險基因在我們出生之前,就已經(jīng)潛伏在了我們的基因組中,等待發(fā)病年齡的到來,或者等待被激活的時機。就拿2型糖尿病來說,目前已有研究表明有243個基因位點與2型糖尿病的風險相關。各種遺傳病也都與基因有關,比如血友病、地中海貧血?;蚴前覀兩z傳信息的最底層的東西,它在傳遞人類基本性征的同時,也將疾病或者疾病的風險傳遞了下來,這是基因不完美的第一個層面。

人類的基因能在細胞分裂時精確地復制自己。盡管在復制過程中會出現(xiàn)個別位點的錯誤,但是整體而言,這一過程是相對穩(wěn)定的。

如果基因組中產(chǎn)生的某種致病基因讓人在生育年齡之前發(fā)病,那么攜帶了這種致病基因的人,很可能還沒來得及生育就因疾病去世了。這段致病基因自然也無法傳遞下去,從而消逝在進化的長河中。但是,像高血壓、糖尿病、冠心病、癌癥這些疾病,多數(shù)情況下是在40歲以后才發(fā)病,攜帶引起這些疾病的風險基因的人群仍然可以生育,因此這些基因雖然“不健康”,但依然順利地傳遞了下去。也就是說,這些風險基因引起的疾病不會影響人類的繁衍,加上基因復制的相對穩(wěn)定性,這段“不健康”的基因隨著人類繁衍傳遞下去。

基因不完美的另一個層面是基因突變。也就是說,一段健康的基因也可以突變?yōu)橹虏』?。我們在生物課上都學過,基因突變是進化的“原材料”。沒有基因突變,也就不會產(chǎn)生人類和其他物種的進化。絕大多數(shù)基因突變不會產(chǎn)生顯著的影響和意義,一些基因突變甚至因為具有先進性,而得以在人類進化的過程中迅速傳播。

但是如果某些關鍵基因發(fā)生突變,就有可能使一段原本“健康”的基因變?yōu)橹虏』?。比如,癌癥基因就是我們基因組中正常的“原癌基因”,在細胞分裂過程產(chǎn)生了復制錯誤、突變,變成了癌基因,然后引起癌癥。再比如,研究發(fā)現(xiàn)我們的祖先可能在兩百萬到三百萬年前丟失了一個基因(CMAH基因),導致人類患心血管疾病的風險增加,其中多食紅肉者的風險增加更多。

器官的不完美

除了基因的“不完美”,我們的人體器官也不是盡善盡美的,所有器官的結構和功能并不能達到絕對的理想狀態(tài)。

舉例來說,我們剛出生的時候不會走路,抵抗力也很差,甚至吃奶被嗆到時也會得肺炎。如果母親的懷孕周期長一些,等胎兒長得更強壯再生產(chǎn),那孩子得病的概率不就能降低很多嗎?再比如,患有閱讀障礙癥的孩子非常多(據(jù)統(tǒng)計,學齡兒童的患病率為5%—12%),這意味著大多數(shù)受影響的孩子將終身面臨學習困難。

那為什么進化沒有讓人類去除這些不完美的地方呢?

我的答案是,進化不是手術刀,不能一刀把“不完美”切除,只能敲敲打打、修修補補,進化的邏輯是讓利益和風險平衡。

還拿哺育過程來說,很多動物生下來就會走,比如剛生下來的小馬,它身體各部位的發(fā)育也相對健全。而嬰兒剛出生的時候非常脆弱,容易得病,尤其是得感染性疾病。但這是人類進化的選擇——用器官發(fā)育的不完全換來了更大的腦容量。進化讓胎兒的大腦在母體內(nèi)得到更優(yōu)勢的發(fā)育,人類腦容量的增長又為出生后各種高級功能的逐步鍛煉和實現(xiàn)帶來了可能,所以人類比馬聰明,具有更強的思維能力,也具有更高級的語言功能、學習能力,以及更豐富的情感和應變能力。

進化雖然解決了腦容量問題,但這導致了胎兒的腦袋相對較大,所以進化又選擇讓胎兒較早離開母體來解決這一問題,甚至有人說人類都是“早產(chǎn)兒”。即便如此,相對于母親狹窄的產(chǎn)道,胎兒腦袋還是偏大,還是有一部分母親會因此難產(chǎn)甚至死亡。

所以,進化做不到完美,它只是做到了平衡人類這個物種的整體利益和風險。再拿兒童閱讀障礙癥來說,進化并沒有設計出一個獨立的大腦區(qū)域處理閱讀,人類的閱讀能力是借用了大腦圖像識別區(qū)域和聽覺處理區(qū)域。當大腦處理這兩部分信息不協(xié)調(diào)時,閱讀障礙就會出現(xiàn)。

那為什么人類大腦沒有進化出一個單獨的區(qū)域?qū)iT用于閱讀呢?

這是因為進化需要考慮節(jié)約能量,以應對環(huán)境的風險和不確定性。多進化出一個大腦區(qū)域,就需要額外的能量維系,所以進化舍棄了這個大腦區(qū)域,代價就是少數(shù)孩子的閱讀速度比別人慢得多,會出現(xiàn)閱讀障礙癥。進化這么做同樣是為了整體利益和風險的平衡。

其實,我們身上所有的器官,都是進化妥協(xié)和折中的結果,都不是完美的設計。

比如,為了保持低溫和精子活力,男性睪丸位于體外,幾乎沒有任何防護,代價是易患精索靜脈曲張,還容易受到撞擊。還有視網(wǎng)膜,大家都說它“貼反了”,所以容易發(fā)生視網(wǎng)膜剝離,有盲點,到晚上人還會看不清東西。但你有沒有想過,這種設計可能是為了讓眼睛在強光下免受傷害,延長它的“有效期”;到了晚上讓我們看不清東西,是想讓我們抓緊時間睡覺,讓身體進入自我修復的狀態(tài)。進化這么做還是為了利益和風險的平衡,而不是為了追求“完美”。

我們身上的所有器官,是進化為了人類生存和延續(xù)而“精心打造”的利益和風險的共同體,而疾病就是妥協(xié)和折中必須付出的代價。

人體適應的不完美

人類進化的速度趕不上環(huán)境變化的速度,導致人體適應能力的不完美。

可能你會說:“日子過得這么好,好吃好喝的我很適應。”但是,好吃好喝源于人好吃的本性,這不是人體真正想要的,人體最適應在非洲撒哈拉沙漠南部的半干旱地區(qū)生活。說到這里,你是不是立刻想到了非洲沙漠、原始森林、大峽谷、瀑布、清澈的河水,還有穿著樹葉拿著棍子追逐動物的老祖宗呢?

大約一萬年前,人類進入農(nóng)耕時代,飲食結構徹底改變。人類像做了個夢,夢里還處于饑餓和恐懼的狀態(tài),可是一覺醒來卻進入了新時代,食物一下子豐富了。但是我們的身體、身體里的細胞、細胞里的基因,還停留在饑一頓飽一頓,不停奔跑追逐的記憶里。

身體適應不了新環(huán)境,曾經(jīng)的優(yōu)勢就有可能帶來今天的疾病。

比如,糖分是人體不可或缺的主要能量物質(zhì)。在遠古時代的人類想找點糖吃,可能就要冒著被蜜蜂蜇得渾身是包的風險,獲取糖分是一件很不容易的事。所以細胞遇到糖分趕緊存儲起來的行為,在當時是能讓人活命的,這個功能就被保留了下來。但是,現(xiàn)在獲取糖分非常容易,基因保留下來的這種讓人不斷儲存糖分的行為就容易引起代謝類疾?。ㄈ缣悄虿。?。

再比如,在遠古時代站起來就能跑的人、跑得快的人容易活下來。因為遠古人要么獵殺動物以獲取食物,要么被動物追趕逃命,不能跑、跑不快就意味著餓死或者被野獸吃掉。血壓的快速上升能夠讓人在緊急狀態(tài)下迅速提升重要臟器的供血量,讓奔跑能力得以提升,這種讓血壓快速升高的功能也被保留了下來。到了今天,我們已經(jīng)不用再為一頓飯去打獵或者為了逃命去和野獸賽跑了,運動量的減少也帶來了高血壓。

不用使勁奔跑就可以獲得高脂肪、高熱量的食物,看起來是生產(chǎn)力增長帶來的福利,但與福利相伴的,是肥胖、高血脂、高尿酸等一系列代謝性疾病,其中肥胖還增加了人類患癌的風險。

當然,沒有人希望回到撒哈拉。但人體需要再進化多少年,才能適應現(xiàn)在的優(yōu)越環(huán)境,這個問題誰也說不好。不過肯定的是,人類進化的速度永遠趕不上環(huán)境的變化,我們沒辦法躲避疾病,想想就讓人發(fā)愁。

除了環(huán)境變遷帶來的不適應,人類自身的能力和越來越多的需求也不能“完美”地適應。人類進化出了意識、理性和想象力,這導致人類不斷產(chǎn)生新的需求。人類文明進程中涌現(xiàn)的科學技術、社會文化、文學藝術,激發(fā)著人類探索宇宙、探索自我的欲望。

我們想越跑越快、越跳越高;我們要登山,還要潛水;我們想四處旅行,感受異域風情;我們希望和愛人浪漫地慢慢變老,不想癡呆得相見不相識;我們還要探索萬物之理,不想到了年齡就退休;我們想穿越時間,去半人馬座比鄰星(電影《流浪地球》里地球的目的地,也是小說《三體》中所說的外星文明所在地)定居。

但是面對長壽、行為模式改變以及應對多樣性的環(huán)境等新的需求,人體的功能往往無法與之完美匹配,進化還沒有賦予人類匹配新需求的能力。這時,強加在身體“硬件”和“軟件”的新需求就構成了壓力,壓力逐步累積,就會帶來疾病。

比如,高齡給人類帶來了關節(jié)、血管老化和腰痛的問題。社會競爭加劇,作息不規(guī)律的生活方式(比如熬夜)變得普遍,這又會增加生物鐘調(diào)控機制的壓力,以及情緒控制和修復能力的壓力,進而導致疾病。我們的基因會突變,進化給了我們修復基因的能力。但是外界環(huán)境還有人類各種行為和不良的生活方式,比如吸煙、酗酒,都會加速基因的突變,使自我修復的速度趕不上基因突變的速度。基因突變累積,就有可能提高患上疾病的風險。

聽起來似乎有點令人沮喪,但這就是真實的進化故事,我們永遠沒有辦法消除進化中的這些不完美,但是醫(yī)學也始終在盡力幫助我們彌補這些不完美。

“醫(yī)學做不到讓進化完美,但是它在努力彌補不完美?!?/p>

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