被傳染病改變的人類

文◎袁越

讀者朋友們一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)“紅肉致癌”的說(shuō)法，實(shí)際情況雖沒(méi)有傳說(shuō)的那么嚴(yán)重，但紅肉能增加患癌風(fēng)險(xiǎn)這件事已經(jīng)被很多研究證實(shí)了，只不過(guò)增加得不多而已，比不上煙草和紫外線這些強(qiáng)致癌物。

這里所說(shuō)的紅肉指的是豬肉、牛肉和羊肉等哺乳動(dòng)物的肉，顏色不那么紅的也算。按理說(shuō)，紅肉在營(yíng)養(yǎng)成分上和人體最為接近。為什么吃紅肉反而會(huì)增加患癌風(fēng)險(xiǎn)呢？這里面的原因直到最近幾年才被逐漸搞清楚，其背后的機(jī)理和300萬(wàn)年前暴發(fā)的一場(chǎng)瘧疾疫情有點(diǎn)關(guān)系。

從時(shí)間上算，300萬(wàn)年前正好是從猿到直立人的過(guò)渡階段。我們的祖先從樹(shù)上下來(lái)，逐漸學(xué)會(huì)了直立行走。也許正是因?yàn)檫@一生活方式的重大改變，導(dǎo)致人與人之間的接觸更加頻繁，給瘧疾的大規(guī)模傳播創(chuàng)造了條件。

瘧疾是一種很?chē)?yán)重的傳染病，僅在2020年就導(dǎo)致全球2.41億人被感染，62.7萬(wàn)人死亡。為了對(duì)付瘧疾，人類想盡了各種辦法，甚至進(jìn)化出了鐮刀型貧血癥這種遺傳病，不惜犧牲一部分健康來(lái)?yè)Q取對(duì)瘧疾的抵抗力。

鐮刀型貧血癥是傳染病改變?nèi)祟惢蚪M的一個(gè)著名案例，所有的遺傳學(xué)教科書(shū)里都會(huì)提到。除此之外，人類還可以通過(guò)改變唾液酸的結(jié)構(gòu)來(lái)降低瘧疾的感染率，這就是紅肉致癌的原因所在。

唾液酸很可能是最被低估的一種有機(jī)大分子，它是細(xì)胞膜的重要組成部分，所有動(dòng)物細(xì)胞的表面都有它的身影。正因?yàn)樗鼰o(wú)處不在，很多病原體都是利用唾液酸作為開(kāi)門(mén)鑰匙，成功入侵人體細(xì)胞的，比如大家熟悉的流感病毒和冠狀病毒。

哺乳動(dòng)物體內(nèi)的唾液酸有兩種主要類型，分別叫做Neu5Ac和Neu5Gc，后者是瘧原蟲(chóng)入侵人類細(xì)胞的“鑰匙”。于是在300萬(wàn)年前那場(chǎng)瘧疾大流行的過(guò)程中，一部分人的基因組發(fā)生了基因突變，不再生產(chǎn)Neu5Gc。這種突變型很快就在人群中蔓延開(kāi)來(lái)，成為今天人類的標(biāo)配。但其他哺乳動(dòng)物沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)如此嚴(yán)重的瘧疾疫情，所以它們體內(nèi)仍然可以找到Neu5Gc。

這兩種唾液酸在結(jié)構(gòu)上的差別很小，但兩者的免疫原性不一樣。于是，當(dāng)人類吃了其他哺乳動(dòng)物的肉（紅肉）之后，其中含有的Neu5Gc會(huì)被人體吸收，變成自己細(xì)胞膜的一部分。但因?yàn)閮烧呓Y(jié)構(gòu)上的細(xì)微差異，Neu5Gc分子會(huì)被人體免疫系統(tǒng)當(dāng)作敵人，從而誘發(fā)出持續(xù)的炎癥反應(yīng)。眾所周知，慢性炎癥反應(yīng)是一種很常見(jiàn)的致癌因素，這就是吃紅肉會(huì)增加患癌概率的原因。

相比之下，家禽和魚(yú)類這些“白肉”當(dāng)中含有的唾液酸和哺乳動(dòng)物的唾液酸在結(jié)構(gòu)上的差別太大，無(wú)法被人體直接拿來(lái)用，所以吃白肉不會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，因此也就不會(huì)致癌了。

這個(gè)案例告訴我們，傳染病對(duì)人類的影響有時(shí)是非常隱蔽的，我們需要拐好幾個(gè)彎才能弄明白。這方面還有一個(gè)更為曲折的案例，同樣涉及唾液酸，只不過(guò)這一次發(fā)生突變的不是唾液酸，而是它的受體。

前文提到，唾液酸存在于所有動(dòng)物細(xì)胞的表面，沒(méi)有例外，這就給哺乳動(dòng)物的免疫系統(tǒng)提供了一種識(shí)別敵我的方法。已知所有哺乳動(dòng)物免疫細(xì)胞的表面都有一種名為CD33的受體，這種受體專門(mén)負(fù)責(zé)識(shí)別其他細(xì)胞表面的唾液酸，并以此來(lái)決定到底是立刻發(fā)動(dòng)攻擊還是視而不見(jiàn)。

哺乳動(dòng)物大腦內(nèi)也有免疫細(xì)胞，名為小膠質(zhì)細(xì)胞。除了負(fù)責(zé)殺菌，小膠質(zhì)細(xì)胞還有一個(gè)重要功能，那就是負(fù)責(zé)清除受損的腦神經(jīng)元和淀粉樣蛋白斑塊，后者極有可能是阿爾茨海默病的罪魁禍?zhǔn)?。?wèn)題在于，腦神經(jīng)元恰好是唾液酸含量最豐富的細(xì)胞，這些唾液酸把腦神經(jīng)元標(biāo)記成“自我”，這就嚴(yán)重影響了小膠質(zhì)細(xì)胞的清潔任務(wù)，導(dǎo)致腦組織內(nèi)的廢物越積越多，其結(jié)果就是各種退行性腦神經(jīng)病變，比如阿爾茨海默病。

所有哺乳動(dòng)物當(dāng)中，只有人類進(jìn)化出了一種突變型CD33，它不再和唾液酸相結(jié)合。帶有這種突變型CD33的小膠質(zhì)細(xì)胞可以更好地扮演清潔工的角色，讓大腦長(zhǎng)時(shí)間保持健康，這就是有相當(dāng)多的老年人思維依然很清晰的原因。

這件事的重要性再怎么強(qiáng)調(diào)都不會(huì)過(guò)分，因?yàn)樵谒械年懙夭溉閯?dòng)物當(dāng)中，只有人類存在三世同堂的情況。人類的祖父母雖然失去了生育能力，但身體和精神依然健康，可以幫助自己的兒女撫養(yǎng)下一代。人類學(xué)家認(rèn)為，正是因?yàn)樽娓改傅拇嬖?，使得人類女性可以撫養(yǎng)更多的孩子，并加速了知識(shí)的代際傳承。

其他哺乳動(dòng)物為什么沒(méi)有祖父母呢？因?yàn)樗麄儽蛔匀贿x擇淘汰了。按照經(jīng)典達(dá)爾文進(jìn)化論，自然選擇只會(huì)作用于和繁殖有關(guān)的基因。當(dāng)動(dòng)物失去生育能力之后，自然選擇就不起作用了，其結(jié)果就是身體機(jī)能的迅速退化，動(dòng)物很快就會(huì)死于非命。即使僥幸活到了老年，也會(huì)因?yàn)槟X神經(jīng)系統(tǒng)的退化而失去活動(dòng)能力。人類雖然也不例外，但卻是在這方面表現(xiàn)得最為優(yōu)秀的，有大量老年人依然可以頭腦清醒地活很久，其他哺乳動(dòng)物都做不到這一點(diǎn)。

值得一提的是，尼安德特人和丹尼索瓦人這兩個(gè)人類最著名的近親都沒(méi)有這種突變型，所以他們都是沒(méi)有祖父母的人種，也許這正是他們慘遭淘汰的原因。

那么，人類是怎么進(jìn)化出這種突變型的呢？這就是美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的阿吉特·瓦基教授想要回答的問(wèn)題。他和同事們研究了CD33突變型的進(jìn)化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)這一人類獨(dú)有的突變型正是伴隨著淋病的大流行而出現(xiàn)的，因?yàn)閹в羞@種突變型的人不會(huì)感染淋病，從而有了進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。

具體來(lái)說(shuō)，淋病的罪魁禍?zhǔn)资且环N名為淋病奈瑟菌的革蘭氏陰性球菌。這種細(xì)菌會(huì)分泌和人類一模一樣的唾液酸，以此來(lái)欺騙人類的免疫系統(tǒng)，從而達(dá)到入侵人體的目的。但突變型CD33受體不會(huì)和唾液酸相結(jié)合，因此也就不會(huì)被騙，所以攜帶這種突變型的人不會(huì)感染淋病。于是這一突變型很快就在人群當(dāng)中普及開(kāi)來(lái)，成為現(xiàn)代人的標(biāo)配。

瓦基教授將研究結(jié)果寫(xiě)成論文，發(fā)表在2022年7月9日出版的《分子生物學(xué)與進(jìn)化》雜志上。這篇論文得出了一個(gè)看似不可思議的結(jié)論，那就是淋病的流行讓人類有了長(zhǎng)壽的祖父母，從而實(shí)現(xiàn)了一次進(jìn)化上的飛躍。