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第14章   达尔文主义医学 

死的警告 


如弗拉基米尔·纳博科夫所言,我们的生命只是两个永恒的黑暗之间的一丝光亮。人们不必是哲学家,也能认识到这个令人感到压抑的真理;或迟或早,每个人都要面对自己的死神。谁也躲不开无情死神的寿命勾销日。人们自然会问:为何我们要得病,为何我们要死?为何生命如此短暂,生命的末日为何往往与身体上和精神上的痛苦纠缠在一起?因为我们得实话实说:当我们踏上历史彼岸之时,快乐也随之而一去不复返了。前景暗淡,毫无玫瑰色的迹象。视力与听力衰退,全身骨头松脆易碎,关节僵涩而不灵活。末了连记忆力也弃我们而去,智力衰退。心脏怦怦乱跳,其他器官也不再正常运行。动脉硬化,增生细胞猖狂活动。而且似乎这一切还不够糟糕似的,我们还会因为越来越严重地遭受性欲衰减以致不能勃起、机能降低或者性冷淡问题的折磨。所以,任何人都不能把《圣经》中《传道书》的话(第11章第9-10段)当作耳边风:“少年人哪,你在幼年时当快乐;在生命的花季里,使你的心欢畅!行你心所愿行的,看你眼所爱看的!”

老年是一种慢性病吗?如果是,那为何自然选择不把它剔出呢?既然进化能造出眼睛、心脏、大脑之类的复杂器官,那为何它找不到防止近视眼、心肌梗死以及老年痴呆之类疾病发生的办法呢?人们可以回答,老年、疾病以及死亡是为了使物种延续,因为报废的个体必须由年轻而健康的个体所取代。不过,自然选择不是在物种的层面上而是在个体及其基因的层面上进行的。假如个体尽可能晚些变老,或者完全不会变老,那这对个体是极其有利的。一个很少或者根本不会损耗的生物,与持续衰老的同类相比,在繁殖方面的优势很大。

同样不怎么令人满意的答案是,从生物化学的角度来看,想要较长时间地维护生物使之避免磨损是很难的。因为进化还完成了完全不一样的艺术品。让我们想想个体发育的过程:从受精卵发育成一个完整的生物!人们也许会认为,保养一个生物一定比从一个细胞把它造成功要容易得多。其实说不定事情根本不是这样的。即使人们如此富有智慧,也有创造力,却无法解决这个问题。在过去的几百年里,虽然平均寿命,即可期望的寿命,有很大的提高,但人类的长生存年限却几乎没有变化。尽管在医学方面取得了种种引起轰动的进步,但在这方面却没有发生任何变化。一个人要想活得比110岁长得多是不可能的。倘若老年人得了病,似乎暂时是无法治愈的。

此外,令人难以理解的是,不同的物种似乎各有其特定的长寿命。有的昆虫仅能存活一天,一只老鼠多活两三年,一个人多活一个世纪。为什么进化不使仅活一天的苍蝇活够10年,使老鼠活100年,使人活到1000年才与世长辞呢?如前文已经提到的,寿命之有限与生物化学因素以及物质代谢都没有多少关系。很可能进化在基因的层面上就为可期望的长寿命预设了程序,犹如刚出厂的电灯泡,其寿命也是有限的。各种灯泡,按其所设计的用途,有各不相同的“期望寿命”。在这一点上,仅活一天的苍蝇、老鼠以及人类,都是相似的情形。使躯体存活的时间比必要的时间更长久,是没有任何生物学理由的。换言之,一个个体的生命持续时间,已一并考虑在相应物种的繁殖成果中了。假如消耗与利用不成比例,那这样的所谓辛劳付出就是不值得的。这样的投入简直就是不合算的。

如果从基因,即遗传材料的角度来考察生命,那我们必然要断言,生物只是求生存的机器,是具有不死之潜力的基因的临时运输车,或曰躯壳。这就是说,包装不需要存活得很长久,因为极有价值的是内涵;遗传信息必须正常无损地保留,并传给下一代。健康、富有生命力以及繁殖力强,只在繁殖期间是重要的,其后,躯壳就再也没有进化的功用了——这里暂不考虑某些物种还得为了抚养后代而耗费生命。不过,这样一来,它们就完成自己的任务了。旧包装再也没有用处了,只能在垃圾堆里找到自己的后归宿。

进化方面与衰老现象近似的一种现象,可以帮助我们揭开几个难解的谜。作为达尔文主义的示范,现代进化生物学进入了许多专业领域。这也在越来越高的程度上体现在医学科学领域。现在,我们是从进化的角度,以不同的目光,对人类的衰老病死加以想象。我们学会更好地理解我们的生命之短暂性以及我们脆弱而易受伤害的弱点。现在人类的身体不仅显示出其隐秘而难以看透的性质,并且还显示出它是有缺陷的,而进化也设法使其创伤能够治愈,使之能够抵御感染,使病菌不能得手。疼痛、发烧、咳嗽、腹泻以及呕吐之类现象,我们往往会将其视为令人不舒服的病症,必须尽快抑制并予以治疗。这种时候,我们没有弄清楚,我们的身体之所以出现此类症状,其实是为了恢复正常。生病常常是有益的。身体所发出的无数独特的警告信号和独特的防御机制,连同其令人觉得不舒服的伴生现象,都是特别有作用的,是身体正在与病灶作斗争的征兆。

 

进化的调和 


关于衰老过程与疾病,自几年前才开始在进化论的框架内进行研究,开拓性的论著是1994年出版的心理学家伦道夫·M. 尼斯和进化生物学家乔治·C. 威廉斯的《我们为什么会生病:达尔文医学之新科学》。此书获得了众多的好评,其中也有爱德华·O. 威尔逊与理查德·道金斯的评论。道金斯的评语是:“买两册吧——一册送给您的家庭医生。”尼斯和威廉斯在书中论证道,达尔文主义的范式,不仅得出了关于人体的出乎意料之外的新认识,而且还给医学科学提供了发展的动力。

让我们回头再议论一下老年疾病的问题:对于尼斯和威廉斯来说,衰老过程本身并不是一种病理现象,而是进化的调和之结果——由于这个缘故,我们在晚年总是容易得“真正的”病,如传染病、糖尿病、癌症、痴呆病、供血障碍类疾病,以及诸如此类的疾病。体质与精神的衰退,是我们必须为年轻时充满活力的状况付出的代价。早在上世纪的40年代,约翰·B. 霍尔丹和彼得·梅达沃便证明,引起衰老和疾病的基因,能通过自然选择的网络潜入。确切地说,就是自然选择让有害的基因——只要它们不阻挡躯体以一定的规模自我复制——不受阻碍地潜入。如能够引起致命的遗传疾病亨廷顿病——这种病能摧毁中枢神经系统——的基因,就依旧存在。自然选择没有将致病的基因剔除,是由于人到40岁之后,这种基因才会产生效果。进化对付不了此类疾病,是因为有关的人在显示出初期的病症时,已经有了孩子。

在上世纪50年代,威廉斯继续修改这种与多效性有关联的认识。所谓多效性,就是一个基因可能有不止一种效果的现象。例如一个基因,它能提高体内的钙含量,甚至能使受损的骨骼迅速地痊愈,但同时也能使血管变得越来越狭窄。这样一种基因,会通过自然选择而得到奖赏,因为它对于许多年轻的个体都是有利的,而只有很少的个体活得很长,长到不得不因其害处而大伤脑筋。这种基因的有利之处大可以说是对其害处的补偿。只有当期望的平均寿命急剧增加之时,这种令人不愉快的效果——此处所指的就是动脉硬化症——才会越来越多地出现。

此外,并不是一切在老年时期会引起负效果的基因,都必然是在青春期有利的。有的基因以前从未被自然选择所顾及,一个简单的原因还是,个体活得不够长。今天的“老年疾病”如癌症、痴呆病以及心脏疾病的发病范围扩大了,因为在过去几百年里,平均寿命增长了。这类疾病往昔极少发生,因为人们先前已经死于鼠疫、天花、霍乱或者白喉,而这些疾病在现代工业国里,可以说是已经绝迹了。引起老年性疾病的机制,往往并不是组织缺陷,而是所谓的自然选择的调和。

 

杂合的优点 


达尔文主义医学的意图是,从进化的角度找到我们容易得某些疾病的解释。尼斯和威廉斯的解释是彼此有所区别的,一个是所谓近似的,一个是终的(或曰进化的)。近似的解释限于直接的并且是接近的原因。身体是如何起作用的,为什么有的人会得病,另一些人却不会?从这个角度来解释,例如心脏的病症可以归因于食物中胆固醇的含量高、具有易得动脉硬化症的遗传秉性以及其他原因。相反,终的解释是寻找时间上久远的往昔的原因,这种解释考虑了疾病的生物学功能。进化论者研究心脏病的时候,例如想知道为何自然选择过程不将特定的基因,如把引起肥胖症或者通过遗传秉性的途径引起动脉硬化症的基因剔除。从进化角度所做出的终解释,要回答的问题是,为何人们易得某些疾病,而不易得另一些疾病?为什么人体的某些方面如此容易出现故障?为什么对疾病的敏感会有如此大的差异?达尔文主义医学所研究的是,在进化的历史过程中,身体是怎样发展的,以致它容易得某些疾病。我们已经探明,老年疾病往往是“调和”的结果,也就是青年时期的有利之处与老年时期的不利之处之间的交易结果。

这样的进化调和的另一个经典例子就是镰状细胞贫血。得了这种病,红血球就会变形而成为镰刀形,进而导致严重的贫血。其原因在于细胞中的血红蛋白出现了偏差(血红蛋白,或曰血色素,是细胞中的一种含铁蛋白质,其作用是运输氧并使血液成为红色)。红血球变成镰刀形,会增加血液循环的困难,其后果就是出血、气喘、骨头与肌肉痛、肾脏等器官受损。直至不久之前,得这种病的人极少活到性成熟的年龄,尽管如此,引起这种病的基因却并没有消失。更严重的是,在热带非洲,有高达百分之四十的居民得这种病。这又该如何解释呢?

答案是,镰刀形细胞也是有用处的。即在特定的情况下,这种病可以保护人不得危险的热带病疟疾。疟疾这种细菌传染病是由单细胞寄生虫镰状疟原虫引起的。一种疟蚊的雌性个体叮人后,这种疟原虫便进入了人的血液循环系统。寄生虫喜欢在人的正常的圆细胞中繁殖,而在变形为镰刀形的血液细胞中,它们却很难存活。从父母的一方遗传了镰状细胞基因,而从另一方遗传了正常的血红蛋白基因,这就是说,从遗传特征而言,是混合遗传型或曰杂合型的人,就不会得镰状细胞贫血,然而却拥有对疟疾的自然抵抗力。因为镰状细胞血红蛋白能阻止疟疾病原体在红血球里繁殖。只有同时从父母双方遗传了镰状细胞基因的人(即纯合子),才会得贫血病。

这样,镰状细胞基因就形象地说明了杂合的优势现象:拥有杂合基因的人,不会得镰状细胞贫血,同时对疟疾也有抵抗力,与带有两种形式的纯合子基因的人相比,就具有生存的优势。而带有镰状细胞基因的纯合子遗传基因拥有者,则处于不利的境遇之中,因为他们会得贫血病,与此同时,带有正常基因的纯合子遗传基因拥有者,又不具有对疟疾的抵抗力。这样一来,后果便会是,镰状细胞基因既不能完全消失,又不能在整个族群里传播。基因的频次得以平衡,而对疟疾的抵抗力的优势,便与少年时期严重贫血的害处相互抵消了。如果这样一种在各不相同的特征变形之间所达到的平衡关系能保持许多代人的传承而不变——犹如某些非洲地区镰状细胞基因的传承情形,我们就称之为“平衡的多态现象”。这种现象主要出现在杂合子基因拥有者比纯合子基因拥有者多的情况下。

依据进化论,在疟疾很少发生的地区,镰状细胞基因的频次一定会逐渐减少。在美国的非洲裔人群中,这种基因比在其祖辈的故乡出现要少得多。因为美国可以说是疟疾绝迹的地区,就不存在能保护其杂合子基因拥有者不得疟疾的镰状细胞基因的选择压力。这是仍然有效的自然选择的一个绝妙的例子。

 

永远的军备竞赛 


尼斯和威廉斯除了辨别出所谓的“进化的适应性调和之代价”的疾病之外,还辨别出其他可以归因于我们的进化遗产的一系列疾病。如通过传染而引起的疾病。病毒、细胞和其他微生物侵入我们的身体,以指数方式进行繁殖。由于这些东西的发展速度比我们的进化快得多,所以我们和它们相比就始终落后。细菌神速繁殖一天的速度相当于我们经历了上千年的发展。基于人的一代的时间相对很长,我们的身体不能与这类入侵者的突变速度相提并论。我们总是慢吞吞地走在后面。所以,人和其他脊椎动物在进化的过程中,就发展出一种特殊的、能对细菌和病毒的威胁作出反应的、有适应能力的防御机制,即免疫系统。犹如我们已经在第10章中得知的,可以将免疫防御看作“达尔文机器”。因为它不仅仅是进化的变异、选择及复制过程的结果,而且它本身也要运用这些进化的要素。它能够比遗传进化快得多地对危险作出反应,和入侵者进行斗争。故而免疫系统和病原体便处于持续不断的军备竞赛之中。

有的入侵者,如锥虫,能找到办法与途径,以蒙骗的方式绕过防御机制的堡垒。这类隐蔽在血道里的单细胞寄生虫,是一些严重的、有时甚至是致命的病原体。能引起睡眠症的锥虫,通过多次反复更换伪装而骗过免疫防御系统。由于人的身体需要10天才能形成抵御入侵者的抗体,寄生虫则以及时更换形象的方法对此作出反应,致使免疫系统再也无法识别出来。按照尼斯和威廉斯的观点,一个锥虫可以1000余次地变换形象,足以使它在其寄主细胞内隐蔽几年,始终比免疫防御系统略胜一筹。

假如免疫防御系统由于某种缘故而不能正常发挥作用,制药工业便会接手与疾病作斗争的任务。当然,军备竞赛仍然一如既往。病毒和细菌的突变能力高,会引起抵抗方法的更新,这便需要造出新型的更强劲有力的药品来。从表面上看起来,似乎我们永远都没有获胜的希望。恰恰相反。假如我们不是小心谨慎地添加生物活性物质,就可能意味着我们将会完蛋。一个很能说明问题的例子就是草率地添加抗生素。

当亚历山大·弗莱明于1929年偶然发现霉菌盘尼西林能抑制细菌的生长,于是突然之间,人类似乎占有了对付时刻威胁着我们的致病菌的显著优势。盘尼西林和其他抗菌素似乎成了药。许多医生认为,很可能结核病之类的传染病很快就会永远归于历史疾病之列了。1969年,美国医药局的局长认为:“传染病书可以不再翻看了。”但今天的情况却完全不同。我们又失去了优势,因为我们过分放心地使用生物活性物质,并且使用的时间太久了。这使细菌有可能发展出新的侵入技术。只要有不多的几个星期时间,就足以使细菌建立起抗药性了。淋病是一种性病,直到几十年前,这种病都是容易治的,可是在世界的某些地区,如东南亚,现在至少有百分之九十的淋病菌株对盘尼西林有抗药性。

更令人担忧的,是结核病致病菌抗药性的发展。在俄罗斯往往是人满为患的监狱里,一律不加区别地用抗菌素治病,使之变成了滋生新菌株的温床——新菌株起码对一种抗菌素或者同时对多种抗菌素都具有抗药性。这类新菌株从东欧迅速蔓延开来,其间在纽约已有三分之一的结核病菌对抗菌素不敏感了,而且对两种或更多的抗菌素的抗药性迅速增强了。曾经的神奇武器之有效性日渐丧失,其原因之一是,在农业中的滥用可以说是文不对题,在大型动物养殖场亦是作为催膘剂来使用。往往“为了预防”而定期地、毫无节制地让鸡,奶牛和牛犊服食抗菌素。于是其残留量便经由牛奶、鸡蛋和肉进入我们的身体,这使得细菌又获得了大量的机会,发展起抗药的机制。

至于由病毒引起的传染病,情形也差不多,即使人们并不是用抗菌素治疗这类疾病。病毒是由其外包裹了一层蛋白质的纯DNA或RNA所构成的。由于它们与细菌不同,本身没有物质代谢,所以抗菌素对它们是无效的。幸好有别的药品可以医治病毒引起的疾病,但是军备竞赛的激烈程度并未因此而有所削弱。一个众所周知的实例,就是免疫力降低的病——艾滋病。这种病是由HIV(Human Immunodeficiency Virus)引起的。艾滋病人容易得许多疾病(有时是古怪而罕见的病),而这些疾病可以毫不困难地使健康的免疫系统土崩瓦解。

HIV能骗过免疫防御系统,因为它能像细菌似的极其迅速地繁殖。它持续不断地改变自己的遗传信息,以致病人的体内总是有免疫系统识别不了的突变体。

起初似乎还有AZT之类药品可以使用,因为它们能延缓HIV的生长与繁殖,然而其抗药性的增强也是指日可待的。经常性的突变能骗过免疫系统,并证明同样对新药有效。今天给病人所开的处方,包括一大堆药,不外乎是希望,起码其中一种会有效果。

已经查明,损害免疫系统的病毒,不仅人的身上有,而且猴子、类人猿、猫以及奶牛的身上也有。人们推测,HIV是在赤道非洲某地,通过与猴子的受了传染的血液接触而传到人的体内的。因为猴子是与HIV近似的一种病毒即SIV(Simian Immunodeficiency Virus)的一种遗传变种的携带者。加之HIV毒株的差异种群出现在西非地区,这表明,该地病毒出现的时间长。引人注目的是,携带SIV的猴子和类人猿一般不会得病。也可能这种病毒对它们曾经和HIV对人一样有致命的威肋。只有具有抵抗力的灵长目动物才作为自然选择的结果而幸存下来。这就是说,大流行的传染病也是会带来益处的,因为它们在个体中培养出抵抗力。其实这也有明显的征兆,表明某些人很不容易受HIV的传染,因为他们出身于过去曾经遭遇其他大传染病之灾而幸存下来的族群。欧洲居民中,大约有百分之十的人根本不会或者很难传染HIV。因为他们拥有CCR5基因的一种突变,这种突变在世界上其他任何地方都没有出现过。CCR5蛋白质在抵御传染时能起作用,故被用作阻挡HIV进入细胞的一道闸门。

起初人们假定,在欧洲中世纪时期,突变是在鼠疫菌(即耶尔森氏鼠疫菌)施加选择压力的情况下产生的。可是在2003年,加利福尼亚的研究者们却报告,人之获得HIV免疫性,可能得感谢天花。在疫病大流行的过程中,在短时间里因此而死亡的人数,比其他任何一种病致死的都多,而天花病毒则古老得多,在欧洲因此而死亡的总计人数就更多。直至上世纪70年代,天花病才算是彻底根除了。与鼠疫不同,天花主要是在从未遭遇过病毒侵袭的青少年人群中肆虐。所以这种病对欧洲居民的繁殖能力的影响要比鼠疫大得多。这项研究尚未结束,但应该是已经证实了上述猜测,这又一次证明,研究疾病的进化起源,对医药是多么地重要。在寄生虫与其人类寄主之间,有一个既漫长又复杂的共同进化过程。如果我们对这种永恒的军备竞赛理解得更透彻一些,也许就能开发出更有效的药品来。