9号染色体:血型的决定者
血型的宿命
一个老是喜欢生病的人,在社会上似乎没有什么生存优势。实际上,我们也常常见到因为某些严重的疾病而早夭的人,尚未来得及传宗接代便带着他们的基因退出了生命舞台。在大自然优胜劣汰的规则下,如果没有其它的机制在起作用,生病的人应该越来越少,假以时日,高度进化的人种必定能够成为百病不侵的“得道仙圣”。但是,人类没有沿着这样的路径进化,伤风感冒依然非常流行,霍乱和疟疾依然常常使人毙命,一些古老的疾病尚未消失的同时,新的疾病却又开始层出不穷。为什么自然界的神力不能替人类淘汰那些五花八门的疾病呢?为什么不让我们只留下那些对疾病具有强烈免疫抵抗力的基因呢?让我们先来看看人类9号染色体上一个声名显赫的基因——决定所有人的ABO血型的基因。
其实,血型之间的差异极其微小。在9号染色体上,A血型的基因和B血型的基因都有1062个遗传字母,除了其中的四个字母能最终使这两个基因产生差异以外,其它完全一样。而O型血的基因只不过比A血型的基因少了一个字母。事实也是如此,不同血型的人无论在生理还是智力上都不存在显著的差异。所以在医学上发明输血治疗技术以前,血型这个东西对人类看起来几乎毫无用处。
但生命的规则是,决不会让毫无用处的功能与结构存在下去。自从1900年发现ABO血型以后的60多年里,生物学家们对这个烦人的难题总是找不到答案。直到60多年以后的今天,答案才渐渐明晰起来:血型对人类的生存并非毫无用处,它和腹泻疾病之间有着强烈的消长关系。A型血、B型血和AB型血的人对霍乱等腹泻疾病都有较强的抵抗力,而O型血的人则会很容易感染上霍乱。那么为什么如此有害的O型血的基因在人类中还依然存在呢?有一段数百年前的殖民史,能够帮助我们解开这个谜。
哥伦布环球航行,将欧洲人的足迹带到了曾经与世隔绝的北美洲印第安部落。印第安部落是一个主要生活在原始丛林里的民族,那里自然环境很差,人口密集而且卫生条件极差,人们通常备受霍乱的折磨。欧洲人给印第安人带来各种技术和生活方式的同时,也带来了对他们来说是绝症的梅毒。一时间,在梅毒繁盛的数百年里,印第安部落人口大批死亡。大约有四分之一的人口侥幸活了下来。ABO血型发现以后,人们检测印第安人的血型惊奇地发现,几乎所有幸存下来的印第安人都是O型血。O型血的人比起其他血型的人来,对梅毒具有更强的抵抗力。所以,被霍乱缠绕上身的O型血的人,却因祸得福在梅毒面前活了下来。
基因的祸福
这并不是特例。使人类对肺结核具有抵抗力的基因,却让人容易患上骨质疏松症;使人容易患上囊性纤维瘤的基因,却让人从不感染上伤寒和痢疾。科学研究的经常情况是:面对一个基因,我们常常只能发现它带来的好处或者坏处而不能全局洞悉。在我们的9号染色体上,最近又发现了易感糖尿病、易吸毒上瘾等有关的基因,但是基因带来的福祸,谁又能一语道清呢!
我们再来看看另一个典型的事例。
在非洲空气湿热、蚊虫成灾的环境中,人类生命面临的最大威胁是疟疾。由于缺医少药,大约三分之一的疟疾病人都会病死。这还不是非洲人所面临的唯一致命威胁,另一种叫做镰刀型贫血的疾病也会让人生不如死。疟疾在世界上所有人群中都较普遍,但是惟独镰刀型贫血病只在非洲,特别是疟疾极为兴盛的西非国家普遍流行。60多年前,这个奇怪的现象首先被一个非洲裔的生物学研究生安东尼·阿利森注意到了,他觉得这两种疾病之间一定存在着某种联系。后来的研究发现,镰刀型贫血病人的红细胞无法被疟原虫寄生,因而在疟疾面前,镰刀型贫血病人好像打开了一把保护伞。也就是说,镰刀型贫血病使非洲人在疟疾威胁下具有了生存优势,因而保留了下来。而在其它地区,疟疾威胁相对很小,镰刀型贫血病就成了彻底的劣势,造成这种疾病的基因最后在时间的长河中被冲刷得无影无踪。
这真是塞翁失马,焉知非福?一种基因带来的好与坏,常常就是这样在疾病面前此消彼长。
所以,基因在对疾病的易感程度、对药物具有抗药性或对药物是否过敏,以及在同样的疾病治疗中出现疗效差异扮演了极其重要的角色。因此,临床上同样药物的剂量对病人甲有效可能对病人乙不起作用,而对病人丙则可能还有毒副作用。如果我们掌握了一个人细微的基因特征,在治疗相同的乙型肝炎、相同的癌症时就能够依据它开出不同的药方,从而过去那种药物吃下去,疗效不显著的情况就不会出现了。这就是基因组计划带来的最前沿的医疗方式——个体化医疗。