博e百玩法_《基因传》:疾病遗传的密码,可能从这里得到破解

博e百玩法,近年来,越来越多的研究发现,像躁郁症与精神分裂症这样的精神疾病,存在紧密的遗传联系。如果某位家族成员患有精神分裂症,而另一位成员患有躁郁症,那么他们的子女也可能会患精神分裂症。

印度裔美国医生悉达多·穆克吉,很早就注意到了这一现象。在他的家族里,精神疾病已经至少延续了两代。他的堂兄与两位叔父均被不同类型的精神病拖垮。他的父亲曾经历过至少两次名为“心因性神游症”的疾病发作。穆克吉怀疑,他的家族成员体内可能隐藏着疾病的遗传组分。这一猜想,将他引向了基因研究的新方向。

虽然家庭与遗传的话题始终贯穿着人们的生活,但是穆克吉说,市面上反映这些内容的书籍并不多见。在完成他大放异彩的成名作品《众病之王:癌症传》之后,这位科学作家再次执笔撰写另一部著作。在探究常态、身份、变异与遗传奥秘的过程中,《基因传》诞生了。

撰文|曾鼎

破译人类遗传法则的研究

穆克吉将人类研究基因的历史,在《基因传》里作了全景式的描述。他的写作时间轴,从1865年起的“遗传科学昙花一现”,一直到2015年后的“人类后基因时代”。基因研究150年的磅礴历史,这本书在内容广度和发掘深度上都创下新高,书中塑造了诸多鲜活的历史人物,像研究豌豆的孟德尔、研究果蝇的摩尔根、发现dna的沃森。

登场亮相最早的重磅人物便是孟德尔。在跌宕起伏的历史序曲中,遗传学的开山鼻祖孟德尔用10年做出豌豆研究的成果,但他在生前并未被学界广泛注意。

《基因传:众生之源》

作者:(美)悉达多·穆克吉

译者:马向涛

版本:中信出版社 2018年1月

罕见地完整讲述了基因理论的起源、发展和未来,按照时间顺序和故事情节展开,是一部反映基因发展史的传记。

这位奥地利修道院士在1856年至1863年间,在修道院的后院种下数千株豌豆植株,通过杂交实验发现若干遗传规律。随后,孟德尔于1865年在布尔诺自然科学研究协会上报告了研究结果,后来又在《布尔诺自然科学协会学报》发表了论文。孟德尔平日少言寡语,他的写作也简明扼要:仅用44页纸,他就提炼出近10年的研究成果。

他的文章被寄至全世界的研究机构,孟德尔自己还印制了数十份寄给各地科学家。然而,就像某位遗传学家记述的那样,接下来发生了“生物学史上最为怪异的沉默事件之一”。从1866年至1900年间,孟德尔的文章仅被引用了4次,几乎从科学文献的领域中消失。同一时期,关于人类遗传及其操纵的问题已经是欧美政策制定的焦点议题,但是孟德尔与他的成果依然不为世界所知。

现代生物学的立足之本一度被长期埋没,但只要是金子,终究会重现光芒。

科学家贝特森,人送外号“孟德尔斗牛犬”。他结合自身的研究成果,确认了孟德尔的实验数据,并试图改变公众的认知。他将传播孟德尔定律视为己任。贝特森的足迹遍布欧美,在他出席的所有遗传学相关活动中,他都会强调孟德尔的发现。

《医学的真相》

作者: [美] 悉达多·穆克吉

译者: 潘斓兮

版本: 中信出版集团 2016年8月

贝特森曾经写道,破译遗传法则将改变“人类的世界观和改造自然的能力”,其作用要远大于“自然科学领域里任何可以预见的进展”。1905年,贝特森为这门学科创造出了一个新名词:遗传学(genetics),也就是研究遗传与变异规律的学科,其词根来自希腊语“诞生”(genno)。

彼时,贝特森富有先见地写道:

“当遗传学的启蒙教育逐渐完成,遗传规律也得以广为知晓,那时会发生什么呢?……有一点可以确定,人类将会对遗传过程干预……人类对于干预遗传产生的远期后果一无所知,可是这并不会推迟开展相关实验的时间。”

当有关遗传机制的新旧概念层出不穷,人们也需要创造新的术语。是时候给孟德尔的“遗传单位”命名了。1909年,科学家约翰森创造了一个新的名词:“基因”(gene)。

但当时无论贝特森还是约翰森,都不理解什么是基因。穆克吉写道,他们对于基因的物质形态、物理与化学结构、体内或者细胞内位置,甚至作用机制等问题一无所知。基因的概念非常抽象,只是被用来标记某种功能。

当遗传学遭遇政治

《基因传》记述了基因的来龙去脉,人类为研究基因付出的努力。人们曾喜获丰收,也曾走过弯路。令人印象深刻的是,遗传学在发展过程中遭遇政治,波澜起伏。

从孟德尔开始豌豆实验,到卡丽·巴克被法院强制执行绝育手术,只经历了62年。就在这期间,基因已经从植物学实验中的抽象概念,演变为操纵社会发展的强大工具。

来自美国弗吉尼亚州的卡丽·巴克智力低下,被强奸致孕,又被关进低能患者收容所,最终被判决接受绝育手术。1927年,收容所的负责人约翰·贝尔医生对她施以结扎手术,完成绝育。这起案例后来走向美国最高法院——巴克诉贝尔案。案件的争议是,对于这类人群的绝育是否合理。

遗传学在当时的影响已经渗透进美国政治和个人生活,一场由国家倡导的绝育工程此时已经遍及全美。很多州都制定了苛刻的法律措施,对那些被认定为劣等人的男女(惯犯、白痴、弱智和强奸犯)实施绝育并收容监禁。

同时,纳粹政府也在法律的掩护下,逼近种族净化的底线。纳粹德国认为,基因不可改变,“犹太人就是犹太人”,因此对社会标签“劣等”的人大量绝育、监禁甚至谋杀,灾难登峰至极。1935年,为了防止遗传混合,纳粹政府在颁布的《德意志血统及荣誉保护法》中,禁止犹太人与德意志血统的公民通婚或者与雅利安后代发生性关系。此外,还有法律禁止犹太人在家里雇佣“德国女佣”,身体净化与种族净化的理念不断遭到强化。

慕克吉在ted演讲,他指出基因与细胞的研究,将带给我们看待疾病时完全不同的视角。

1939年,机会终于来临。一对狂热的纳粹父母为了矢忠,希望将自己生来失明且伴有肢体残疾的孩子从国家遗传基因库中清除。希特勒批准了其安乐死的请求,然后将该项计划迅速扩展应用到其他儿童。纳粹德国颁布了《严重遗传性与先天性疾病科学登记制度》,以此为契机大规模开展安乐死计划,在全国范围内彻底清除遗传“缺陷”。

同时,苏联以李森科为代表的环境适应论者认为,动植物的遗传背景都可以被环境重置,人们的差异可以被清除,“任何人都可以成为其他人”,并且希望通过清除所有差异,来实现激进的集体利益。两种敌对的意识形态为寻找打击工具,同时找上了遗传学。

穆克吉写道:“尽管纳粹主义与李森科主义的理论基础源自两种截然相反的遗传概念,但是,这两种理论之间具有惊人的相似性。它们都采用了某种遗传学理论来构建人类身份的概念,而这些歪理邪说最后都沦为满足政治意图的工具。”

基因研究如何影响人类?

进入21世纪,遗传学领域的研究进展日新月异。科学家不仅破译了遗传密码,发现了dna双螺旋结构,开启了分子生物学时代,更借此介入生命健康领域。在《基因传》里,穆克吉花费大量篇幅描述最近数十年的发展。由基因测序、克隆、表达、修饰工具武装起来的基因研究,试图帮助人类远离疾病的痛苦。

在人类的疾病中,那些最容易受到基因影响且临床表现最明显的病例,也就是所谓的单基因遗传病。基因通过合成蛋白质来影响生理功能并决定人类的命运,而疾病可能就是源自dna上某个碱基对的改变。这样的单基因遗传病为数不多,但是代表性的病例都很有名:例如英国王室遗传的血友病,以及著名的镰刀形红细胞贫血症。

《众病之王:癌症传》

作者:(美)悉达多·穆克吉

译者:李虎

版本:中信出版社 2013年2月

什么是癌?它是怎样产生的?我们最终能否战胜?四千年的斗争史,诠释癌症的前世今生。2011年普利策奖获奖作品。

科学家马克库斯克被视为“临床医用基因学之父”,他从上世纪80年代起,就系统地为人类遗传病进行等级分类,希望撰写一部“人类表型、遗传性状与遗传病的百科全书”。1998年,当该书更新至第二十版时,马克库斯克发现,有多达12000种基因变异与人类性状和疾病有关,有些变异影响不大,另一些却有致命的后果。

完成单基因遗传病的分类后,马克库斯克将研究重点转向多基因遗传病。除了像多出一条染色体的唐氏综合征这样的遗传病,另一类多基因遗传病表现更为复杂,而且这类多基因遗传病与之前那些临床罕见的疾病不同,许多在日常生活中发病率很高,比如糖尿病、冠心病、高血压、精神分裂症、抑郁症、不孕症、肥胖等。

这些多基因遗传病与单基因遗传病有着本质区别。穆克吉解释,例如导致高血压的病因有成千上万种,而在同期参与调节的基因也涉及成百上千个,其中每个基因都会对血压与血管的完整性产生微弱的叠加效应。这一领域的研究,也引出了当前热门的“基因诊断”话题。

《基因传》的最后,穆克吉试图用不同案例诠释利用基因预测“未来风险”的利弊。其中一个案例仍关系到精神疾病,这把读者带回到本书故事最初穆克吉家族精神疾病的起点。实际上,鉴定复杂的家族性疾病相关基因极为困难,比较鉴别两套基因组之间的细微差异,对于数据规模与计算能力的要求非常苛刻。寻找导致家族性疾病的多个基因变异就像是大海捞针。

穆克吉说,目前根据基因组分析的结果,科学家已经发现了至少108个与精神分裂症有关的基因(更确切地说是某些基因区段),但遗憾的是,我们对于这些致病基因的真实身份知之甚少。按照穆克吉的解释,至少还有三类问题仍待解决:首先,其中依然涉及为数众多的未知基因;其次,我们并不清楚基因具体作用的机制;最后,那些被鉴别出的“问题”基因,也许另一方面能有增强某种能力的好处。

显然,对于基因研究,人类未来仍有无数故事等待书写。

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