《病者生存》|与疾病和平共处。
《病者生存》
一位15岁的少年问祖父:“您为什么每个月都坚持去献血呢?”祖父回答他说:“因为我觉得献血可以帮助到那些需要输血的人,还有,更重要的是,献血后我整个身体都感觉活力焕发。”祖父的回答证实了少年一直以来的猜想,祖父的频繁献血不只是为了获得道德上的满足感,更是为了驱散身体上的痛苦。
可这又是为什么呢?血液是人类赖以生存的物质,放血不应该会使人更虚弱吗?少年问遍了生物老师、家庭医生,都没有得到确切答案。他决定自己找出这件事的原因,于是来到了医学图书馆。他知道,祖父每次献血都会失去一部分铁元素,因此读遍了所有关于铁元素的书。终于,他有了一个重大发现:祖父患有一种遗传性疾病——血色病,也就是身体内沉积了过多的铁元素,身体器官容易受损。
而此时,这位少年的祖父被发现患有阿尔茨(cí)海默症。他推测祖父的这两种病症之间必有联系。从此,他开始致力于研究血色病和阿尔茨海默症,并在大学期间找到了他们之间确切的基因联系。
这位少年名叫沙伦•莫勒姆,后来成为了生物学博士和医生、科普专栏作家。今天我们要读的这本书《病者生存》便是他的科普名作。这本书从进化论角度讲述了遗传基因和许多常见的疾病之间的令人意想不到的关联,让我们对疾病另眼相看。
一、糖尿病拯救人类
400年前的一个寒冷的秋天,一位德国葡萄酒商人来到自己的葡萄庄园。眼前的景象让他目瞪口呆:几乎所有的葡萄都打上了霜,本来应该圆润饱满的葡萄都皱缩干瘪了。这样的葡萄没什么水分,酿不出多少葡萄酒。
为了减少损失,商人赶紧雇人将冰冻葡萄摘下、解冻,一如往常压榨果汁。不出所料,果汁异常地少,但是商人还是将这一点原料进行了发酵(jiào)。当他第一口尝到这冰葡萄汁酿出的酒时,一直沮丧的情绪被异常甜美的口感一扫而空。这冰葡萄酒很快变成了富人餐桌上的上等佳酿,许多酒商也纷纷效仿这位德国商人专门酿造冰葡萄酒。
冰葡萄酒如此甜美可口,得益于葡萄汁含糖量的大幅度提高。葡萄面临霜冻,为了保全生命,便会排出水分,剩余水分中的糖浓度便提高了。糖是一种天然防冻剂,会使水的冰点大幅度降低,这样葡萄就不会结冰而死。
植物会通过排出水分抵御寒冷,动物是否也有这种机能呢?一群徒步者在冬日的阿拉斯加森林中穿行,此时天色已晚,一位徒步者一个踉(liàng)跄(qiàng),从地上厚厚的树叶中踢出了一个小东西。他蹲下身子,将小东西拾起来。原来是一只已经冻僵了的青蛙,眼睛瞪得老大,身体已经完全不动弹了。徒步者以为这只小蛙已死,便叹了口气,将它重新埋入了树叶堆。
第二年春天,这位徒步者跟随同伴再次穿越此处。他惊奇地发现,树叶堆下许多小蛙纷纷钻出,呱呱叫着四处跳走。此时,他才明白,这些蛙并未冻死,只是以假死状态冬眠。这种小蛙叫做林蛙,通常只有5厘米长,面部黝(yǒu)黑,就像带着面具,主要分布在从格鲁吉亚北部一直到阿拉斯加的寒冷地区。
加拿大化学家肯施•多瑞对林蛙起死回生的秘诀进行了大量研究。他发现,林蛙到了寒冬,一旦皮肤感到温度降到冰点,便将体内血液和组织器官细胞中的水分排出,集中到腹部,然后肝脏将大量的葡萄糖注入血液。这样,血液中的糖浓度提高了数百倍,血液已变成天然的防冻剂,使林蛙不会真的被冻死。林蛙体内其他内脏此时都已脱水干瘪,被腹腔内的薄冰包围保护着,它们等待着春天回暖后的复苏。
从葡萄和林蛙的抗冻技能来看,人类的糖尿病有很大可能帮助人类延续了种族。13000年前,大冰河期到来,地球上发生了持续1000年的剧烈降温,海平面下降上百米,森林化为荒漠,冰川四处移动,不计其数的人类在这段时间被冻死或饿死。但终究有一部分人类抵抗住了严寒,活了下来,这群人便是我们部分现代人的祖先。他们的基因操纵身体排出水分,迅速提高血液中的糖浓度,增强了他们的抗寒能力。
在如今北方寒冷地区,冬天的糖尿病患者数量明显比夏天多,也一定程度上证明了以上理论。医学界如今还不能回答人体对寒冷的反应和糖尿病的确切关系。但起码,人们已经知道一些现在我们看来很讨厌的遗传特性,曾经帮助人类渡过严苛的环境,这种身体机能并不是全然有害。
林蛙能通过提高身体内的糖浓度适应极端寒冷天气,并在复苏之后活蹦乱跳,不患上高血糖引起的并发症。医学界在未来应该从此处切入研究,这样的耐寒动物如何控制高血糖给身体带来的损害,为人类治愈糖尿病找到线索。
二、与细菌握手言和
1928年,细菌学家弗莱明外出度假,忘记收拾实验台上的金葡萄球菌培养皿(mǐn)。三周后,他休假结束,回到实验室,发现培养皿中长出了一种青色霉菌,霉菌周围的葡萄球菌群落已被溶解。这说明青色霉菌的分泌物可以抑制葡萄球菌。之后这种青色霉菌分泌物被命名为青霉素,在此后至今的上百年里拯救了无数因细菌感染而身患重病的人。
人类要生存、繁衍,细菌也要。细菌面对青霉素也进化出了耐药性,使许多抗菌治疗失效,夺走了不少人的生命。人类自此便开始了与细菌的军备竞赛,链霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素、卡那霉素等抗生素不断被找出来,对抗层出不穷的新型细菌。生物医学界的进取精神自然值得赞扬,但是也低估了细菌对应抗生素的应变能力。
进化生物学家保罗•埃瓦尔德提出了一个新思路:让某种类型的细菌在健康人身上生存比在患者中生存更容易,这样,它们就不会面临进化压力而不断演化出伤害人类的能力了,人类便可以和细菌握手言和。
让人生病的细菌被称为病原体,不管是什么类型的病原体,都是通过不断感染新宿主进行繁衍和传播。埃瓦尔德发现,病原体的传播方式决定了它们的毒性。有的病原体毒性强,比如埃博拉病毒,感染不过几天,人就会一命呜呼。普通感冒病毒就温和得多,它通过空气和身体接触传播。换句话说,感冒病毒需要人们携带着它到处走动,因此,它的毒性既让人难受,但又不至于让人死亡。霍乱也是一种不需要人走动就能传播的病原体,主要通过受污染的水源传播,因此,感染上霍乱病毒的人,死亡率很高。
1991年,霍乱在秘(bì)鲁爆发,之后在整个南美洲肆虐了好多年,带走了成千上万人的生命。许多抗生素在对抗此次霍乱中都没有起到人们预想的效果。埃瓦德尔发现,尽管抗生素失效,但在这次霍乱中,每个国家的传染情况有很大差别。
在厄(è)瓜多尔,水源污染严重,一些村落中,人们习惯于随便往河流中排泄或是乱扔垃圾,而霍乱的一大传染途径就是水源,因此,霍乱的危害在厄瓜多尔不断升级。然而,在智利,霍乱并没有那么放肆地蔓延,这得归功于智利政府不断改善供水系统,保障河流清洁。
这场疫病证明了保罗•埃瓦德尔的设想:如果污水容易流入江河、池塘,那么霍乱病原体便很容易找到传播途径,于是不断向毒性增强的方向进化;反之,如果保证水源的清洁,宿主不容易从水源获得感染,那么霍乱病原体为了繁衍和传播,便会向毒性减弱的方向进化,以便在移动的人身上停留更久,就像感冒病毒。
这种控制、引导病原体进化的方法,顺应了自然之道,毕竟人类还没有能力完全抹灭细菌的生存,而让病原体为人类所用,才是长久的共存之法。尽管这种方法并不能对所有的病原体适用,但至少为人类减少了许多抗生素难以战胜的敌人。
人们体内有许多种不同的大肠杆菌,为消化事业奋斗着。但是,它们种类不同,“口味”各异。有一种大肠杆菌特别厌恶来自奶制品的乳糖,完全无法分解它们。因此,体内这种大肠杆菌会使一些人喝牛奶时感到难受。
哈佛大学研究员凯恩斯,做了一个大胆的实验,他用乳糖为营养源,培养缺乏乳糖分解能力的大肠杆菌,结果是,这些大肠杆菌因为饥饿的压力,发生了基因突变,被迫进化出了分解乳糖的能力。医学界利用这种培养方法,帮助许多有乳糖分解障碍的人改善了状况。
生命时刻在变化,充满奇迹,人和疾病的关系远不是字面上显示的你死我活,而是共同生存、共同进化。未来,人类在基因科学上的开拓,将引导医学界从更有远见的视角应对疾病。(拆书人:张晶)
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