人類遺傳病溯源

袁越

同年進入《三聯生活周刊》。擔任特約撰稿人至今，負責撰寫科技報道，旅游與地理和“生命八卦”等欄目。

很多人類疾病都有遺傳因素，這些致病基因之所以沒有在人類進化過程中被淘汰，是因為它們很可能曾經對生存有益。多發性硬化癥就是如此。這是一種自身免疫性疾病，患者的免疫系統錯誤地攻擊神經束外側的保護性髓鞘，導致肢體或面部強直性痙攣，伴隨放射性疼痛，嚴重的還會導致躁郁癥和認知障礙。目前，全球大約有250萬名多發性硬化癥患者，尤其以北歐患者居多，平均每10萬人中約有143人“中招”。

多發性硬化癥的病因尚不明確，科學家們只知道大約有70%的致病因素與居住環境和生活習慣有關，比如吸煙、過度肥胖等。另有30%為遺傳因素，目前，已有233個與此有關的基因突變被發現，但科學家們并不知道這些基因到底以何種方式導致了這種病。

要想解答這個問題，一個常用的方法就是追蹤這些致病基因的進化軌跡，看看它們都是從哪里來的，以及在何種情況下擴散至整個人類基因組。來自英國牛津大學、丹麥哥本哈根大學和美國加州大學伯克利分校的遺傳學家們從世界各地的博物館收集了將近5000份古人的牙齒和骨骼化石，分析了其中的DNA序列，構建了一個迄今為止最為全面的古人類基因庫。之后，研究人員用現代人的基因庫數據和這個古人類基因庫做對比，構建出了這些致病基因的進化路徑和時間線，終于解開了謎團。

2024年1月10日出版的《自然》雜志刊發了來自這個研究小組的4篇論文，解釋了多發性硬化癥、阿爾茨海默病和2型糖尿病的起源，為將來科學家們找到更好的治療方法提供了有價值的信息。

就拿多發性硬化癥來說，這種病是在大約5000年前被來自東歐大草原（今烏克蘭）的顏那亞人帶到北歐的。當時北歐的原住民是狩獵采集人群，而顏那亞人主要以畜牧業為生。這種生活方式讓他們每天都要近距離接觸牛和羊這兩種哺乳動物，于是他們進化出了更加活躍的免疫系統，用來對付來自牛和羊的動物性傳染病。但是，強悍的免疫系統在今天越來越干凈的北歐環境中派不上用場了，這就是多發性硬化癥的病因。

多發性硬化癥與皰疹病毒之間的關系，從另一個側面證明了上述猜測的正確性。皰疹病毒是一種極為常見的嗜淋巴細胞病毒，超過90%的人在5歲前就會被感染。但如果一個人小時候的生活環境太過清潔，導致這個人直到青年時期才被感染，那么此人將來得多發性硬化癥的概率將會增加32倍。

南歐雖然和北歐一樣同為發達地區，但南歐人患多發性硬化癥的概率只有北歐人的一半，原因很可能在于顏那亞人并沒有到達過南歐，所以南歐人體內并沒有那么多“牧民基因”。不過，來自安納托利亞（土耳其）地區的農民大約在一萬年前開始移民到南歐和東歐，為這兩個地方帶來了大量“農民基因”，導致南歐人更容易患雙相障礙（躁郁癥），而東歐人則更容易患阿爾茨海默病和2型糖尿病。

牧民和農民之間的差異還體現在注意缺陷多動障礙（多動癥）上。這是兒童中最為常見的一種大腦疾病，總體發病率約為11%，男孩是女孩的兩倍。這種病也可見于成年人，只是發病率比兒童要低，大約為4%。多動癥是一種遺傳病，目前已經發現好幾個與此有關的基因。這些致病基因在游牧民族中的占比更高，這讓一些科學家懷疑這種病很可能與游牧的生活方式有關。

在人類學術語中，游牧指的是一種從大自然獲取全部生活資料的生存方式，其重點是游而不是牧。游牧民族的最大特點就是居無定所，當他們把一個地方的可采摘漿果或者可捕殺動物消耗殆盡之后，便會遷徙到另一個地方，繼續過著狩獵采集的生活。

對于大部分游牧部落來說，最重要的生存策略就是恰當選擇遷徙的時間。當一個地方的自然資源即將消耗殆盡時，獲取單位資源所需付出的努力便會急劇增加，此時就應該選擇放棄，果斷遷徙到新的地點。但遷徙過程本身既費時又費力，人們還要應對路途中可能出現的各種意外情況，所以過早遷徙同樣是不利的。

為了研究游牧民族生存策略的演化，美國賓夕法尼亞大學的戴維·巴拉克教授設計了一個網絡游戲，目標就是在8分鐘的時間里采集盡可能多的漿果。他和同事們招募了457名志愿者來玩這個游戲，玩家可以選擇留在同一叢灌木中采集漿果，但隨著漿果數量的減少，采集的難度會越來越大。玩家也可以選擇換到另一叢灌木中繼續采集，但遷徙過程需要耗費一定的時間，這同樣會降低采集的效率，影響最終得分。

這個游戲存在一個理論上的最佳策略，但絕大部分志愿者都選擇了遠比最佳策略要長得多的停留時間。換句話說，人類的本性似乎是要盡量避免遷徙，即使這么做降低了獲取自然資源的效率。

之后，研究人員讓這些志愿者做了一個性格問卷測試，以判斷他們是否存在多動癥傾向，結果發現206人有比較明顯的多動癥傾向。這個比例要比現實生活中的多動癥比例高出10倍，因為心理醫生做診斷的標準要比這個測試的標準高得多。

最奇妙的是，研究人員發現這206名具有多動癥傾向的人平均可以采到602枚漿果，比其余那些“正常人”多采81枚，原因是前者在每叢灌木中的停留時間要比后者少4秒。換句話說，多動癥讓這些人更傾向于選擇遷徙，導致他們采用的策略更加接近這個游戲的最佳策略。

巴拉克教授將研究結果寫成論文，發表在2024年2月21日出版的《英國皇家學會會刊B輯》上。文章指出，這個實驗雖然只是網絡游戲，和真實生活中的選擇有差距，但道理是相通的，即多動癥對于游牧生活方式來說是有優勢的。

當然，多動癥并非在所有環境中都是有利的。事實上，如果一個地方人煙稀少、食物充足，那么專注在一個地點狩獵采集是最合理的選擇。但當人口增加導致人們從環境中獲取食物需要付出越來越多的努力時，有多動癥傾向者的選擇就顯出了優勢。只不過，在以科技為導向的現代社會，多動癥又變得不合時宜了。

總之，人類在距今5000年前的那段動蕩時期經歷了一次全球范圍的大遷徙，很多人離開自己的家園，移居到了新的地方，導致他們體內的舊基因和新環境發生了沖突，這就是今天很多遺傳病的由來。

理解這些遺傳病的源頭，有助于科學家們找到相應的治療方法。多發性硬化癥的案例證明古人類基因庫具備強大的輔助分析能力，科學家們正在排隊申請使用這個基因庫來分析孤獨癥、多動癥、精神分裂癥和抑郁癥等疾病的起源，看能不能從中獲得一些治療方面的啟示。