January 6, 2024

《我们为什么会生病》书摘

中文修订版序言

我们提出的新问题则是,“为什么自然选择没有使身体对疾病更有抵抗力?”

第1章 疾病之谜

再看现在质量最好的人工心脏瓣膜,一般只能使用几年时间,而且每次打开或关闭都会挤碎一些红细胞,而天然的心脏瓣膜却能在一生中柔和地开合25亿次之多。

人群中25%的人带有近视基因,如果你碰巧是其中之一,你几乎肯定会得近视,只有当老虎近在咫尺的时候才认得出它们并开始逃跑(如果还来得及跑的话)。为什么这种基因没有在演化过程中被淘汰掉?

疾病的演化解释

咳嗽是为了从呼吸道排出异物而专门设计的一种复杂反应,是一种防御机制。咳嗽牵涉到膈肌、胸肌、声带腔互相配合的运动,把黏液和异物从气管向上推,到达咽喉的后部,或者吐出去,或者吞入胃中,利用胃酸杀死大部分细菌。咳嗽不是对机体缺陷的无可奈何的反应,它是由自然选择留下的、一种互相配合的防御活动。

重大的改变不易完成,即使是对人类工程师来说也是如此。普通货车从侧面被撞时起火,是因为它的油箱安装在框架外面。但是要把油箱装到框架之内,必须进行大幅度的重新设计,这种改变又会产生新的问题,需要新的妥协方案。这说明,即使是人类工程师也受到历史遗留问题的限制。与此相类似,我们的食管与上呼吸道共用一段管道,食物途经这段管道之后必须做出正确的变道才能滑进胃里;如若不然,我们就会被呛到。如果鼻孔长在颈部的某个地方,这种局面就不会出现,但是限于历史原因,这已经是不可能的了。

如何检验演化假说

当然,亚里士多德与现代生物学家的世界观迥异。他对生物体中生命活动的物理和化学机制几乎一无所知。他也不懂得实验检验的重要性。他更不曾听说过自然选择的原理,而且也不知道生物完全是按照繁殖成功率最大化的原则塑造出来的。不论是对人类的手、大脑或者免疫系统,亚里士多德的重磅问题:“它是做什么的?”现在已经有了非常明确的科学含义:“这种特征对繁殖的成功有什么贡献?”他认定生物体作为一个整体的存在一定有某种目的,这是正确的。不过,直到最近人们才逐渐把这个问题弄清楚,这个目的就是繁殖。

适应主义者的工作程序

“鸟类调整其产蛋数,使得个体繁殖后代的成功率最大。”为了做到这一点,鸟类需要比较准确地评估自己的健康状况、能力和经验。

在关于性别比例的自然选择中,一个最重要的原则就是使适应最大化:“数量较少的性别将占据优势。

限铁机制

对细菌来说,铁是一种必需但又稀有的营养元素,它们的宿主演化出了各种限制铁元素的机制,使得细菌无法得到它。当感染发生的时候,机体释放出白细胞内源性介质(LEM, leukocyte endogenousmediator),既升高体温,又减少血液中可能被细菌利用的铁元素。甚至我们对食物的喜好也会发生变化:患病时,含铁的火腿和鸡蛋变得不再可口;我们只喜欢茶和面包。这又是另一个使病菌得不到铁的策略。

皮肤

底层的皮肤细胞不断地生长出来,替代逐渐脱落的表层。手指上的墨迹几天之内就会消失,因为表皮细胞被下面新生长出来的细胞替换掉了。寄生在皮肤表层的霉菌同其他病原体随着迅速更新的表皮一道脱落。法国梧桐和糙皮山核桃似乎也采用着同样的策略更新表皮。

疼痛和不适

一般意义上的酸痛,或者不适,医学术语叫倦怠(malaise),都是适应性反应。它使全身的活动都减少下来。我们都知道这是适应性反应,因为生病时要卧床休息为好。减少活动,有利于修复、调整,有利于免疫系统发挥作用。使病人误以为病情有所好转的药物,事实上并不利于调整和修复。让病人认为实际的病情要比感觉到的更严重,是更稳妥的策略。否则,他们可能提前活动,干扰恢复。

耐受抗生素的细菌

最危险的事情也许在于,在纽约城所有的结核案例中,1/3以上的病原菌耐受一种抗生素,而3%的新病例和7%的复发病中的病原菌则耐受两种或更多的抗生素。受耐药结核菌感染致病的病人中,只有50%的生存希望。这是与抗生素发明之前同样严峻的情况!

哥伦比亚大学医学教授哈罗德·纽(Harold Neu)1992年在《抗生素耐药性危机》(TheCrisis in Antibiotic Resistance)一文中指出:“避免耐药细菌的产生,医生和病人都可以有所作为:因为医生有开药的权力,而病人在确诊为病毒感染的时候应该避免要求使用抗生素(它只对细菌有效)。同样关键的是,医药工业也不能为了扩大营销额而纵容滥用抗生素。正是对人和牲畜的抗生素滥用,引起了我们目前的抗生素危机。”

毒力的短期演化

对我们而言,“最近”是指上一个星期或者上一个月;对演化生物学家来说,“最近”则是指上一个冰河期。

医学史反复证明,最容易染上致命性病原体的地方,不是妓院,也不是拥挤的血汗工厂,而是医院。在医院里,大量的病人携带的都是通过接触传染的病原体。这些病重的住院病人不会到处走动传播疾病,但是医务人员和他们的工具可以把病原体从病人传到易感者。没有洗净的手,消毒不严的体温计或者食物器皿,都可能成为有效的人工媒介。从直接接触传染变成媒介传染,病原的毒力迅速加强。

学习和理解

看到一个穿着吊带裤的人受了电击,我们知道肇因是电线而不是吊带裤。

辐射

晒了几小时之后,皮肤才开始发红、疼痛。几天之后,层层死掉的皮肤细胞脱落,一两周之内皮肤就可以完全复原。然而这并非故事的终结,因为即使是几次阳光灼伤,也会使今后十几年里发生皮肤癌的风险大大增加。

太阳紫外线辐射伤害还可能引起白内障,这是一种眼内晶体雾状混浊性病变。现在,大多数新式太阳镜都能阻断紫外线,比起过去,这是一个进步。老式太阳镜仅仅减少了可见光的通过量,瞳孔直径放大,反而增加了紫外线的通过量。糟糕的是,现在还有不少廉价的儿童太阳镜是不能阻断紫外线的。今天的白内障病人,可能有一部分正是10年前使用劣质太阳镜的受害者。

天然的和非天然的毒素

种子常常特别有毒,因为它们一旦被损坏植物就无法繁殖后代了。不过,果实往往是鲜艳的、芬芳的、富含营养和糖分的,专门为吸引动物采食而设计的包装——果实被动物吃掉能帮助植物散播里面的种子。果实中所含的种子或者能被完整抛弃,如桃核;或者是能够安全地通过消化道而被抛到远处,如木莓果种子,动物的粪便还可以充当肥料。

如果你在一个不熟悉地形的野外饿了,你当寻找软甜的果实,找那有最坚硬外壳的硬果,或者是几乎无法取到的块茎;避免那些未加保护的新鲜材料,例如叶片,它们多半有毒,因为它们必须保护自己,否则早就被你或者其他的动物吃光了。

罕见的基因引起疾病

大多数遗传病都很罕见,人群中的比例不到万分之一。而且,这些遗传病大多又是隐性的。也就是说,除非两个相同的隐性基因拷贝碰到一起,否则不会造成任何麻烦。这种风险在近亲通婚时概率显著增加,因为亲属比非亲属更有可能携带同样的基因,所以近亲婚姻生出患有隐性遗传病的婴儿的可能性较大。

为什么这个破坏性的基因没有被剔除掉?答案是:因为它在40岁以前的危害很小,而40岁之后才患病的病人生的子女一般不会比正常人少。

遗传性脱轨(Genetic quirks):近视及其他

世界各地的科学家设计了一系列实验来阐明近视发生的机制。首先,他们注意到,成像模糊的眼球总是比成像清晰的眼球略长一些,不论这种模糊是因为某种遗传病、创伤,或是因为戴了雾镜。鸡、兔、某些猴、还有其他动物包括人,都是这样的。随后,他们又切断了将眼睛的信息送到大脑的神经,发现某些动物的眼球停止了过度生长。他们开始推测,当模糊的影像落在视网膜上,大脑会反馈一个信息,即某种生长因子,从而促进了眼球生长。更关键的证据是:当局部成像模糊时,只有该局部生长。这种不对称生长就导致了散光。

是否存在所谓的“正常”人类基因组呢?可以肯定地回答:没有。不存在一条“理想型”基因。作为人类,我们有许多共同之处,但是我们的基因又是多样化的。并没有任何一种“理想型”,有的只是许多不同的表现型,它们反映了人类基因的多样性,都是在变化不定的环境中竞争,在下一代中复制出自身的拷贝。

第9章 演化的历史遗产

人体呼吸消化道的问题说来话长。很久之前,一个小虫样的动物以微生物为食,在嘴的后面通过一个筛网状区域把水滤出。这个动物很小,还不需要呼吸系统,水中的溶解氧从它的体表的自然扩散就满足了它呼吸的需要。后来,在演化过程中,身体越长越大,自然扩散不能充分满足它的需要了,呼吸系统就应运而生。如果该过程像现代工程项目那样,要经过专家论证,这个新的呼吸系统恐怕需要重新设计。但是,演化是边施工边设计的,并没有事先论证。它总是对现存的事物做小修小补。

其他功能不佳的设计

要演示盲点很容易:闭上你的左眼,右眼直视前方的铅笔尖。逐渐向右边移动铅笔,不要让右眼跟着转,铅笔尖将在正前方偏右约20°度处消失。左眼的盲点也在正前方偏左约20°的地方。

至今我们能够肯定的阑尾的唯一作用,就是让我们患阑尾炎。

哺乳动物的腹腔内脏封闭在一层结缔组织中,这本来是为了悬挂在腹部背侧壁上设计的,对于用四足爬行的哺乳动物是妥当的。对于直立的人来说,这就变成是挂在垂直的背侧壁上的了,明显效率欠佳,引起了许多问题:消化系统阻塞、内脏下垂、痔疮以及腹股沟疝。循环系统也因为直立位而处于不利状态。它对狗或者羊都很合适,但我们的直立位使下肢的静脉压力增加,引起静脉曲张和脚踝水肿。反过来,它又使脑的血压不够,产生头晕以及体位性低血压。

石器时代的死亡

无疑,许多读者难以理解在自然条件下生活的艰难和不安全。

石器时代的生活

人们通常认为,在狩猎采集社会,男人去打猎,妇女去采集。事实上,人们高估了大规模狩猎在石器时代的重要性。弓箭以及其他对付像鹿这类动物的武器是石器时代晚期才发明的;狩猎必不可少的狗,直到五万年前才开始成为人类的伙伴。大型动物的肉和兽皮,往往并非通过狩猎,而是从别的捕猎动物那里偷来或者捡到的。

第10章 文明病

你已经花了若干小时读过了前面的章节。你是否知道为了读书,你的眼睛是在一种不正常的环境下工作的?光线是否来自太阳?与太阳的光谱是否一样?可能不是,至少不完全是。在读书的时候,你使用过肌肉吗?你怎么会有这么多的时间不必为了维护自己的利益,不用担心生命危险,不必花许多时间与敌人格斗、争夺食物?事实上,你是不是衣食无忧?为了上一顿饭,你花了多少时间去采摘、打猎或者捕鱼?为了把谷粒脱壳、磨粉,把肉类剥皮、剔骨、切块,你花了多少功夫?为了把它们煮熟,你花了多少功夫收集柴草,生火点燃它们?在过去24小时里,你出了多少汗,打了多少寒颤?四季恒温的空调系统是怎么一回事?多么古怪!这种缺乏挑战的环境对你本身的体温控制有什么长期的影响?

在前一章中,我们试图表明,只有非常无知或过分浪漫的人士,才会觉得过去的生活比现在的更好。卢梭描绘的高贵的原始人以及打石取火快乐无忧的生活对于逃避现实的幻想者是有吸引力的,但事实上,过去的生活,与今天的生活相比,甚至与农耕文明刚刚取代游牧之后的田园生活相比,都是痛苦而悲哀的。农业生产造就了城市文明、经久耐用的建筑、精致的艺术;动物驯养及畜力的使用,使生产效率明显提高;航海和其他技术的进步,使人类得以涉足远方,交通也同时发生了革命性的进步。技术的不断进步,使越来越多的人免于匮乏,有了迁徙的自由。

文明时代的营养不良

还有一种“坏血病草”也在这时发芽,像当归根一样可以吃。人们认识到这些野生植物能够治愈坏血病,要比发现吃柠檬可以预防远航的水手得坏血病更早。坏血病是一种文明病。在人们倚重于家养的动植物之前,还从来不曾像现在冰岛的农夫和水手们那样连续几个月吃腌肉这种食物。

文明时代的营养过剩

有人敏锐地评论道,为圣诞节到新年的这一周吃得太多担心实在没有必要,从新年到圣诞节这一年里吃得太多才更值得关心。

下一次当你在超市里发现自己去拿苹果派而不去拿苹果的时候,不妨想一想那只更愿意孵网球的鹅。

尝到甜头,在整个人类的演化过程中,一直是预告有糖从小肠进入血液循环的信号。不难想象,甜味可能迅速重新调整代谢活动,以减少身体储备的脂肪和糖原分解变成血糖。事实上,这种适应得以成立的一个前提是,确实有糖类可以很快地补偿这种变化。

结论和建议

即使我们渴望有一个世外桃源,我们也已经回不去了。我们只能对现代环境中的危险保持警觉,采取合理的措施去预防它。

它有什么演化生物学的意义?一个可能是,它是一种适应机制,但这种适应往往针对的是石器时代的人类而言。我们之所以喜欢脂肪和糖,我们之所以懒惰,我们的眼球的生长调节之所以如是这般,都是演化产生的适应机制,但是在现代环境中,这给相当多的一部分人带来了麻烦。其他一些演化的属性,诸如衰老和容易被日光灼伤,不是对环境的适应,但反映了其他适应的代价。我们再三唠叨有得必有失,有失必有得。

免疫球蛋白E系统之谜

第一个问题是:免疫球蛋白E系统的正常功能是什么?第二个问题是:为什么有些人对过敏反应格外易感,而另外一些人不易感?第三个问题是:为什么一个易感者对这种物质却不对别的物质发生过敏反应,比如,为什么是牛奶而不是花粉?第四个问题是:为什么过敏反应的发病率似乎在最近这些年里迅速升高?

遗传性过敏症

你看克林顿总统,他对猫过敏。

最恼人的问题

母乳喂养可以降低过敏反应的发病率,所以奶瓶喂养可能也促进了过敏反应的发病率增加。也许是婴儿缺少来自母亲的抗体,因而在自行识别抗原时犯了更多的免疫学错误。

对策

现在,让我们来考虑一个像成人身体这么大的集落。维持包含十万亿个细胞的集落,需要什么样的管理机制呢?从工程学的角度来看,能够胜任该任务的质量管理系统超乎想象。如果一个汽车制造厂需要出厂上万辆汽车,同时保证没有一辆有严重缺陷,那么这个制造厂还是关门大吉。而人体的每一个活细胞都比汽车都更复杂。

为什么有性

从许多方面而言,有性生殖的代价很高。许多生物不进行有性生殖,一样繁殖得很好。

最近,一些科学家提出,有性繁殖是受宿主与病原体之间“军备竞赛”的选择力量维持的。如果某个个体与其他个体的基因完全一致,而一旦某个病原体找到了一个宿主的漏洞,所有宿主都容易受到该病原体的伤害。假如一群孤雌生殖的个体都易被流感伤害,那么她们可能在某一次大流感中全部死光,而那些拥有基因多样性的群体,受到的伤害则少得多。

性别的本质

经过这种正反馈,该特征不断强化,甚至发展到妨碍雄性日常生活的地步——可怜的孔雀变得难以飞翔,爱尔兰鹿的角重得使它们活动不便,这很可能还是导致它们种族绝灭的原因之一。

在印度90%以上的人工流产是女性胎儿,总人口中的性别比例已经开始显示出不平衡来了。同样,在中国的许多地区,因为只生一个的计划生育政策,超过60%的新生儿是男孩。

择偶偏好

这种压力也许可以解释一些难以理解的冲突,他称之为“亲密测试”(testing of the bond)。他指出,通过激怒未来的配偶,或许可以估测对方在未来面临困难时是否愿意继续保持忠贞并且提供资源。恋人之间是否用争吵来考验对方?查哈里用鸟类世界的求偶行为来支持他的学说。例如,雌性北美红雀会做出驱赶她的追求者的动作,并啄向对方,只有在雄性经得住长时间的“欺负”之后,她才愿意与其交配。它们的关系能维持好几年。人类的求偶行为中是否也有类似的现象呢?由于缺乏严谨的研究,我们不敢断言。

断奶之后

断奶之后,亲子矛盾并没有终结,而是以新的形式出现。在整个儿童阶段,这种矛盾还相对比较温和。青春期到来之后,亲子纽带再一次变得剑拔弩张。十几岁的孩子希望一切都按自己的想法去做,不需要大人的任何帮助。一旦遇到一丁点困难,他们便再次“返幼”,表现出无助的样子,渴求父母给予一切帮助。这并不奇怪,而是成长过程中亲子矛盾的最后一幕。几年之后,这个少年就真正独立了,开始渴望找到一个伴侣,组建自己的家庭,开始新一轮的冲突与合作,继续上演“性与生育”的大戏。

悲伤和抑郁

快乐的用处不难理解。快乐使我们开朗,让我们积极,并且不屈不饶。但是悲伤呢?没有了这种情绪,我们难道不是更好一些吗?回答这些问题的一种实验方法就是找到那些感受不到悲伤的人,然后观察他们是否生存得更好。或者,是使用一种药物阻断正常的悲伤。我们猜想这种研究已经在大规模人群中进行了,因为有越来越多的人服用新的抗抑郁精神药物。在我们等待这些研究结果的同时,悲伤的特征和引起沮丧的原因已经提供了一些线索,有助于我们认识它的功能。

我们随心所欲选择心情的能力正在迅速提高。新一代精神药物的药效和特异性都在增强,而副作用越来越弱。十几年前,曾经有强烈的呼声反对“索马”(soma),阿道司·赫胥黎(Aldous Huxley)在《美丽新世界》(BraveNew World)一书里虚构的让人们能够忍受沉闷无聊生活的一种药物。奇怪的是,现在类似的药物已经成为现实,但是质疑的声音却消失了。

当这些身居高位的雄猴失去了地位时,它们的血清素会立即下降,它们开始变得萎靡、呆滞,拒绝进食,完全就像患了抑郁症。这些行为可以用抗抑郁药,例如氟西汀(prozac)来防止,因为氟西汀可以提高血清素的水平。更加惊人的是,如果把最高等级的雄猴从猴群中带走,然后随机选择一只雄猴让它服用抗抑郁药,这只雄猴会马上变成新的最高统领。这些研究表明,血清素水平在一定程度上调控着社会地位,而某些情绪低落很可能是地位竞争的产物。

人们几乎把一切活动都变成了竞争,不论是赛跑、唱歌、钓鱼、划船、吸引异性、绘画,甚至是观鸟。在以前,你很有可能在某些方面是最好的。即使不是最好的,你身边的人也会尊重和赞赏你的技能。但现在我们却是与全世界最强的对手竞争。

对个人的意义

当疾病发生的时候,人们想要知道为什么。在多神论的时代,这种解释比较简单:一个神制造疾病,另一个神治疗它。到了一神论的时代,解释疾病与邪恶的关系就比较困难了。历代的神学家都在思考这个神学上的难题:一个全知全能全善的上帝为什么会让好人生病?