人类遗传病溯源

袁越

同年进入《三联生活周刊》。担任特约撰稿人至今，负责撰写科技报道，旅游与地理和“生命八卦”等栏目。

很多人类疾病都有遗传因素，这些致病基因之所以没有在人类进化过程中被淘汰，是因为它们很可能曾经对生存有益。多发性硬化症就是如此。这是一种自身免疫性疾病，患者的免疫系统错误地攻击神经束外侧的保护性髓鞘，导致肢体或面部强直性痉挛，伴随放射性疼痛，严重的还会导致躁郁症和认知障碍。目前，全球大约有250万名多发性硬化症患者，尤其以北欧患者居多，平均每10万人中约有143人“中招”。

多发性硬化症的病因尚不明确，科学家们只知道大约有70%的致病因素与居住环境和生活习惯有关，比如吸烟、过度肥胖等。另有30%为遗传因素，目前，已有233个与此有关的基因突变被发现，但科学家们并不知道这些基因到底以何种方式导致了这种病。

要想解答这个问题，一个常用的方法就是追踪这些致病基因的进化轨迹，看看它们都是从哪里来的，以及在何种情况下扩散至整个人类基因组。来自英国牛津大学、丹麦哥本哈根大学和美国加州大学伯克利分校的遗传学家们从世界各地的博物馆收集了将近5000份古人的牙齿和骨骼化石，分析了其中的DNA序列，构建了一个迄今为止最为全面的古人类基因库。之后，研究人员用现代人的基因库数据和这个古人类基因库做对比，构建出了这些致病基因的进化路径和时间线，终于解开了谜团。

2024年1月10日出版的《自然》杂志刊发了来自这个研究小组的4篇论文，解释了多发性硬化症、阿尔茨海默病和2型糖尿病的起源，为将来科学家们找到更好的治疗方法提供了有价值的信息。

就拿多发性硬化症来说，这种病是在大约5000年前被来自东欧大草原（今乌克兰）的颜那亚人带到北欧的。当时北欧的原住民是狩猎采集人群，而颜那亚人主要以畜牧业为生。这种生活方式让他们每天都要近距离接触牛和羊这两种哺乳动物，于是他们进化出了更加活跃的免疫系统，用来对付来自牛和羊的动物性传染病。但是，强悍的免疫系统在今天越来越干净的北欧环境中派不上用场了，这就是多发性硬化症的病因。

多发性硬化症与疱疹病毒之间的关系，从另一个侧面证明了上述猜测的正确性。疱疹病毒是一种极为常见的嗜淋巴细胞病毒，超过90%的人在5岁前就会被感染。但如果一个人小时候的生活环境太过清洁，导致这个人直到青年时期才被感染，那么此人将来得多发性硬化症的概率将会增加32倍。

南欧虽然和北欧一样同为发达地区，但南欧人患多发性硬化症的概率只有北欧人的一半，原因很可能在于颜那亚人并没有到达过南欧，所以南欧人体内并没有那么多“牧民基因”。不过，来自安纳托利亚（土耳其）地区的农民大约在一万年前开始移民到南欧和东欧，为这两个地方带来了大量“农民基因”，导致南欧人更容易患双相障碍（躁郁症），而东欧人则更容易患阿尔茨海默病和2型糖尿病。

牧民和农民之间的差异还体现在注意缺陷多动障碍（多动症）上。这是儿童中最为常见的一种大脑疾病，总体发病率约为11%，男孩是女孩的两倍。这种病也可见于成年人，只是发病率比儿童要低，大约为4%。多动症是一种遗传病，目前已经发现好几个与此有关的基因。这些致病基因在游牧民族中的占比更高，这让一些科学家怀疑这种病很可能与游牧的生活方式有关。

在人类学术语中，游牧指的是一种从大自然获取全部生活资料的生存方式，其重点是游而不是牧。游牧民族的最大特点就是居无定所，当他们把一个地方的可采摘浆果或者可捕杀动物消耗殆尽之后，便会迁徙到另一个地方，继续过着狩猎采集的生活。

对于大部分游牧部落来说，最重要的生存策略就是恰当选择迁徙的时间。当一个地方的自然资源即将消耗殆尽时，获取单位资源所需付出的努力便会急剧增加，此时就应该选择放弃，果断迁徙到新的地点。但迁徙过程本身既费时又费力，人们还要应对路途中可能出现的各种意外情况，所以过早迁徙同样是不利的。

为了研究游牧民族生存策略的演化，美国宾夕法尼亚大学的戴维·巴拉克教授设计了一个网络游戏，目标就是在8分钟的时间里采集尽可能多的浆果。他和同事们招募了457名志愿者来玩这个游戏，玩家可以选择留在同一丛灌木中采集浆果，但随着浆果数量的减少，采集的难度会越来越大。玩家也可以选择换到另一丛灌木中继续采集，但迁徙过程需要耗费一定的时间，这同样会降低采集的效率，影响最终得分。

这个游戏存在一个理论上的最佳策略，但绝大部分志愿者都选择了远比最佳策略要长得多的停留时间。换句话说，人类的本性似乎是要尽量避免迁徙，即使这么做降低了获取自然资源的效率。

之后，研究人员让这些志愿者做了一个性格问卷测试，以判断他们是否存在多动症倾向，结果发现206人有比较明显的多动症倾向。这个比例要比现实生活中的多动症比例高出10倍，因为心理医生做诊断的标准要比这个测试的标准高得多。

最奇妙的是，研究人员发现这206名具有多动症倾向的人平均可以采到602枚浆果，比其余那些“正常人”多采81枚，原因是前者在每丛灌木中的停留时间要比后者少4秒。换句话说，多动症让这些人更倾向于选择迁徙，导致他们采用的策略更加接近这个游戏的最佳策略。

巴拉克教授将研究结果写成论文，发表在2024年2月21日出版的《英国皇家学会会刊B辑》上。文章指出，这个实验虽然只是网络游戏，和真实生活中的选择有差距，但道理是相通的，即多动症对于游牧生活方式来说是有优势的。

当然，多动症并非在所有环境中都是有利的。事实上，如果一个地方人烟稀少、食物充足，那么专注在一个地点狩猎采集是最合理的选择。但当人口增加导致人们从环境中获取食物需要付出越来越多的努力时，有多动症倾向者的选择就显出了优势。只不过，在以科技为导向的现代社会，多动症又变得不合时宜了。

总之，人类在距今5000年前的那段动荡时期经历了一次全球范围的大迁徙，很多人离开自己的家园，移居到了新的地方，导致他们体内的旧基因和新环境发生了冲突，这就是今天很多遗传病的由来。

理解这些遗传病的源头，有助于科学家们找到相应的治疗方法。多发性硬化症的案例证明古人类基因库具备强大的辅助分析能力，科学家们正在排队申请使用这个基因库来分析孤独症、多动症、精神分裂症和抑郁症等疾病的起源，看能不能从中获得一些治疗方面的启示。