今天为您解读的这本书叫做《病者生存》。当今社会，健康无疑是人们最关心的话题之一。很多人每年都把大量的时间和金钱花在养生保健上，希望能免受疾病困扰。可是直到现在，人类却仿佛永远摆脱不了疾病的困扰。这是因为疾病太过强大，还是因为现在的医疗水平不够呢？都不是。很多时候，疾病是人类基因的主动选择。虽然有些疾病，像糖尿病、高胆固醇等，现在带给人们的更多是烦恼，但在人类进化的过程中，这些疾病却是帮助人们抵御外部环境变化、延续人类寿命的好伙伴。人与疾病的关系远比我们想象的复杂。
本书作者沙龙·莫勒姆是加拿大多伦多大学和美国纽约西奈山医学院的双料博士，神经遗传学专家。除此之外，他还是一位科普作家，著有《性欲无感》、《重启DNA》等多部科普著作。在我们今天要讲的《病者生存》一书中，作者深入研究了人类的进化史，并以一种全新的视角审视生命、人类的身体，以及人们对于疾病的理解。我把全书内容归纳整理成为三个部分给你讲解：第一部分，我要给你讲讲由基因导致的几种常见疾病；第二部分将从表观遗传学的角度解释为什么基因会引发这些疾病；第三部分我会告诉你面对这样的基因，人类能够做些什么。
我们先来讲由基因导致的几种常见疾病，第一个就是血色素沉积症。它是由于人体内铁元素囤积过多引发的代谢障碍疾病。铁元素也能治病吗？要知道，在人们的眼中，铁元素是维持人类健康的好帮手。从小到大，我们都没少接触补铁的食物，像猪肝、菠菜、红花生皮等。人们如此热衷于补铁是有一定的科学道理的。因为人体并不生成铁元素，全部要从外界获取。铁元素在人体的新陈代谢过程中起到了举足轻重的作用，没有铁元素，来自肺部的氧气就无法被运输到身体各处。铁元素还是很多酶的重要组成部分，这些酶能把糖分转化为能量，维持身体的日常运转。如果铁元素不足，人就可能得一系列疾病，比如贫血。得了缺铁性贫血的人会面色苍白、气短、乏力、免疫力下降，严重的会危及生命。
然而，铁元素真的是越多越好吗？并不是。可以说，这绝对是人们在日常生活中经常陷入的一个误区。尽管铁元素在人体中必不可少，但也绝不是多多益善。铁补多了，人们反而更容易生病。比如说，二十世纪70年代，新西兰的医生认为当地的原始居民毛利人的生活水平欠佳，尤其是毛利婴儿的饮食缺铁明显，于是大规模地给他们注射补铁剂，希望能提高毛利人的健康水平。然而结果却出人意料，被注射铁剂的毛利婴儿患致命性疾病的人数急剧上升，败血症和脑膜炎的患病率甚至是其他婴儿的七倍。科学家研究后发现，虽然这些致病菌平时就较容易感染婴儿，但它们的繁殖速度并不快。补充了铁剂之后，这些致病菌的繁殖速度反倒是大大提高了。
再比如说，一位叫约翰·莫里的医生，在索马里难民营工作时也发现，在给那些营养不良的难民大量补充铁剂之后，虽然贫血症痊愈了，但是疟疾、结核病等传染病的感染率也大幅度上升。为什么会这样呢？原来，不仅我们的身体需要铁，细菌、真菌和病毒的繁殖同样需要铁。对于这些病菌来说，人类富含铁元素的血液和组织就像一座座金矿。如果人体大量摄入铁，无异于每天给它们提供免费的自助大餐，结果病菌大量生长，这样人患上感染性疾病的概率就大大增加了。
不过，对于普通人而言，只要适量补铁，对身体是没有什么坏处的，但对于患有血色素沉积症的人来说，补铁简直就是一场灾难。血色素沉积症是一种遗传病，在西欧人中的发病率尤其高。正常人体内有自我调节机制，当体内铁元素达到一定数量的时候，就会自动减少吸收，加快代谢来维持铁元素的平衡。但得了血色素沉积症的人，他们身体始终觉得自己很缺铁，就不停地从胃肠道中吸收，最终在体内沉积了过量的铁元素。这些铁元素会损害人的关节、器官的功能，最终导致人死亡。
你可能听说过进化论的核心是适者生存，也就是如果某一种遗传性状能让人变得更强大，那么人类就有可能在繁殖下一代的时候将这种性状传递下去。反之，如果一种性状会让人变得虚弱，那么人类就不大可能去延续它。久而久之，我们就可以通过这样的方式选择，使我们变得强大的基因，淘汰那些会给我们制造麻烦的基因。那么问题来了，像血色素沉积症这样的“杀人狂魔”为什么还会顽强地存在于人类的基因里？那只有一个原因，它对我们有用。
血色素沉积症虽然会在人体内囤积大量的铁，但这些铁的分布是不均匀的。有些地方囤积过量，比如肝脏、胰腺等；有些地方却异常匮乏，比如巨噬细胞中就缺少铁元素。巨噬细胞就好像是人体免疫系统里的警察，他们每天在身体里来回巡逻，一旦发现病原体就会通过包围和吞噬的方法把它们制服，带回到淋巴结里消灭掉。正常人的巨噬细胞里也含有大量的铁。因此，如果他们抓捕的是一些感染能力很强的病原体，那么这些病原体就可能接触到大量使它变强的铁，繁殖和感染能力也就大大增强了。而血色素沉积症患者的巨噬细胞中铁含量偏低，就不存这样的风险。
听到这里，可能要有人问了，这样看来血色素沉积症不是还对人体免疫挺有帮助的吗？为什么要说它是“杀人狂魔”呢？这是因为血色素沉积症虽然不会让你马上就死，但会让你的心脏、肝脏、胰腺等器官慢慢地纤维化，继而发生退行性改变。通俗点讲，就是你身体的这些重要器官都会慢慢变坏，并且凭借现在的医疗手段是治不好的。比起这些严重的后果，提升那点免疫力，简直就是没有太多意义。除非眼前你正面临一场随时会让你死亡的可怕传染病。
你可能听说过鼠疫，它还有一个别称“黑死病”。这是欧洲历史上最著名，也是杀伤力最大的传染病。在1347年开始的那场鼠疫当中，整个欧洲有近三千万人死亡，几乎是当时欧洲总人口的一半。而携带血色素沉积症基因的人，由于体内巨噬细胞缺铁，反倒对鼠疫有顽强的抵抗。因此，这些人生存了下来，并将这种基因遗传给了后代。在之后的300年当中，随着鼠疫一次次的卷土重来，携带这种基因的人比例也越来越高，最终这种基因被牢牢地嵌入在了欧洲人的基因库当中。
如果我问你，为什么要服用一种40年后会杀死你的药？你可能会回答，那是因为起码，它能让我看见明天的太阳。同样，人类为什么会选择保留让你几十年后可能会患上血色素沉积症的基因？那是因为它能保护你现在免受某一种疾病的伤害，不至于英年早逝。因此，放在人类进化的历史当中，人类与铁元素的关系不能用简单的好与坏来评判。
说完了血色素沉积症，我们再来说说现在非常常见的另一种疾病——糖尿病。它是世界上最常见的慢性病之一。根据世界卫生组织的统计数据显示，目前全球约有一亿七千万人患有糖尿病。但糖尿病的致病原因究竟是什么呢？人们到现在也没能完全搞清楚。一般认为是遗传、感染或不良的饮食习惯造成的。糖尿病在医学上分为一型和二型两种，两种的区别主要在于体内胰岛素的水平不同。一型糖尿病胰岛素生产能力大大下降，导致体内胰岛素供给不足；二型糖尿病虽然大多可以正常生产胰岛素，但生产的胰岛素会被人体器官拒绝使用，导致胰岛素不能正常发挥功效。
科学家在研究糖尿病分布的时候，发现了一个有趣的现象：一型糖尿病在北欧裔中最为常见，其中芬兰是世界上发病率最高的国家，瑞典次之，挪威和英国并列第三。而地理位置越往南，一型糖尿病发病率就越低。在非洲和西班牙裔中，糖尿病就很罕见。
讲血色素沉积症的时候，我们了解到如果在特定的环境下，人类某种特征表现得很明显，这种特征往往是对人类有好处的。那么，在寒冷地区，人们普遍血糖高也有好处吗？在解释这个问题之前，我们先来讲讲酿酒的例子。你可能听说过冰酒，它是用经过霜冻的葡萄酿造的。经过低温霜冻的葡萄汁，水分少，含糖量高，所以酿出的酒尤为甘甜。这种现象实际上是葡萄在遭遇低温时的一种自我保护机制。同样，人类在低温环境下也会产生类似的方法来保护自己。例如，在寒冷的季节，你会发现即使你没喝很多水，也会想小便，这就和葡萄减少体内汁水一样，是人体的一种自我保护机制。
再比如说，在寒冷的时候，人的血糖含量会上升。为什么会这样呢？我们当然不能直接冷冻人体，因此科学家用一种叫阿拉斯加林蛙的小动物做了一个冷冻实验。林蛙是一种需要靠冬眠来抵御严寒的动物，与其他冬眠动物不同，林蛙不是进入深度睡眠，而是彻底进入冷冻的状态。冷冻后的林蛙没有心跳，没有呼吸，没有一切的生命特征，几乎就是一坨冰块。但是到了春暖花开的时候，这些冰冻的林蛙又能活蹦乱跳了。在这个过程当中，血糖发挥了重要的作用。科学家们研究发现，当林蛙开始进入冬眠状态的时候，它的肝脏就会把大量的糖分释放到血液中，使它的血糖很快上升数百倍。这些血糖大大降低了林蛙血液的冰点，高浓度的血糖还能让血液在冷冻时产生的冰晶体积更小，形状更圆润，从而防止冰晶划破毛细血管壁导致大出血，降低伤害。
那么，生活在严寒地区的北欧人血糖普遍偏高是不是也是为了抵御寒冷的天气呢？没错，还真是。考古学研究发现，在距今一万三千年前，地球的温度经历了一个急剧下降的时期，称为新仙女墓期。开始时，科学家们认为这一气候巨变可能持续了上千年，但1989年科学家最新研究表明这一时期可能只持续了短短三年。想一想，短短三年时间全球平均气温骤降三十度，这是一件多么可怕的事。猛犸象、剑齿虎、美洲狮，这些动物都在这一时期被团灭。刚刚诞生的原始人类也遭受了重创，比如克劳维斯人就因为适应不了这种寒冷的天气而灭绝了。然而，北欧地区的人类最终生存了下来。你可以想象一下，当时的场景：在寒冷的气候里，有一小群人，他们的胰岛素供应相对正常人来说更缓慢，血糖也比正常人更高。高血糖能够降低血液的冰点，这样就能减少低温对身体的损害。在严寒中，这些人比其他人更具有生存优势。他们最终生存了下来，并将抵御寒冷的基因传递给了后代子孙。因此，正是高血糖帮助了这些北欧居民的祖先在突如其来的严寒中生存下来。
然而现代的糖尿病患者几乎是没有机会持续接触低温的，血液中积累的糖原也没用武之地，最终只能成为危及健康的祸害。不过，这些基因讨厌归讨厌，却是人类的祖先在上万年前和大自然做斗争的结果。糖尿病只不过是这些基因刷存在感的表现。
既然说到基因的选择和表达，那我们就不妨再举个例子，这样能让你更清楚地发现，即使是同样一套基因在不同环境下的表现形式也会很大差别。我想的是人体维生素D的形成，它和人体内的胆固醇息息相关。维生素D作为人体代谢的一种重要物质，在促进儿童骨骼发育和维持成年人骨骼健康方面起到了无可替代的作用。在生活中，你可能会听到家里的老人说小孩子要多晒太阳，这样可以补钙，不容易得软骨病。那么，人体补充维生素D为什么要靠晒太阳呢？原来，人体内有一套神奇的机制，可以通过接受阳光中的紫外线，把体内的胆固醇转化成维生素D。太阳晒得多，转化成维生素D的胆固醇就多；太阳晒得少，转化掉的胆固醇自然也就减少了。
所以，当你体检时发现胆固醇比以前高的时候，不要忙着紧张，先看看最近天气怎么样，很有可能是因为冬天的紫外线少，所以你身体里来不及转化的胆固醇比夏天的时候要多一点。那么问题来了，像俄罗斯、加拿大、挪威、芬兰这些地方的人接受到的光照要远远少于赤道附近的人，是不是就不能形成足够的维生素D呢？他们的骨骼是不是也更容易出问题呢？这个问题你就完全不用担心了。因为人类的基因库里有一个叫APOE4的基因，就为了应对这种情况。这个基因能够产生一种叫做载脂蛋白E4的物质，它可以确保血液中的胆固醇迅速增加。一旦人体内有了充足的胆固醇，就可以最大限度地利用紫外线，并转化成维生素D，以弥补光照的不足。当然了，和我们前面说到的种种补偿机制一样，这样的基因表现也是要付出一定代价的：光照较少的地区，高胆固醇的人也偏多，高胆固醇容易引起血管斑块和粥样硬化，大大增加了人类患有心脑血管疾病的风险。
上面我们讲了这么多的疾病，它们有两个共同点：一，它们都和外界环境对人体的影响有关；二，它们都是通过基因表达表现出来的结果。那么，外界环境的刺激是如何引导甚至控制我们的基因，从而产生这些奇妙变化的呢？遗传学中有一门学科叫表观遗传学，就是专门研究这些现象的。在经典的遗传学当中，生物所有外在的表现都是由基因决定的。如果生物的外在表现发生了变化，那么一定是基因发生了变化。这其中最主要的改变方式就是基因突变。通俗点讲，就是原本你应该完完整整地继承你父母留给你的基因，但在遗传过程中出现了一些突发状况，让你的一部分基因变得和你的父母都不一样，这样的变化结果就完全是随机的。你可能因此变成像蜘蛛侠一样的强大，也可能就此变成一个孱弱的病人。基因突变是被动的，但根据达尔文进化论物竞天择、优胜劣汰的原则，如果这些突变让你变强，那么你就有可能在繁衍过程中把它传递给你的后代，反之就会被淘汰掉。
基因突变的原因可能是内在的，比如说你的遗传物质在复制过程中被辐射、高温或者被化学物质干扰了；也有可能是外界强加给你的，比如说很多病毒就能将自己的基因整合进宿主的细胞DNA当中。无论是哪一种原因，对于人类而言，能不能变强完完全全是碰运气。假设明天气温又开始骤降了，我们当中会不会有人的基因发生突变呢？这些基因突变又能不能产生一群可以抵抗严寒的人呢？答案恐怕只有天知道。如果把生存希望完全寄托在上帝偶尔掷一个骰子的游戏上，那么这样的生存种族无疑是对环境缺乏应变能力的等待，他们的基本只有灭亡一条路。
然而遗传学没有你想象的那么简单，越来越多的遗传学家开始意识到，地球上包括我们人类在内的生物，在享受基因突变带来的变化的同时，还有另外一套系统可以控制基因的变化。科学家们将这套系统称为表观遗传学。通俗来讲，就是在不发生基因突变的情况下，子女如何从父母身上遗传并表达新的性状。表观遗传学是一门非常年轻的学科，它的概念首创于二十世纪40年代，但直到2003年，科学家们才在研究中取得了巨大突破。究竟是什么突破呢？事情经过是这样的：科学家们用来做实验的一种小鼠体内有一种基因叫做刺豚鼠毛色基因，这种基因能让小鼠拥有独特的浅黄色皮毛，并且容易肥胖。这些小鼠互相交配之后，生下来的也都是黄色的胖胖的小鼠。杜克大学医护中心在用这种小鼠做实验的时候，出于对小鼠妈妈产前护理的重视，就给鼠妈妈的饮食中添加了复合维生素。没想到产生了震惊整个遗传学界的结果：小鼠妈妈竟然产下了骨瘦如柴的褐色小鼠。
可能你要问了，这是不是基因突变呢？并不是，因为科学家们还对其他的黄色小鼠做实验，在喂食了维生素后，他们也产下了褐色的瘦瘦的小鼠。科学家们还对这些褐色的小鼠进行了基因检测，发现他们的刺豚鼠毛色基因依然完好，毫无缺损地呆在染色体上。换言之，这些基因并没有受到损伤，但现在他们却不再表达了，仿佛被人关上了开关一样。这个开关过程就被称为DNA甲基化。简单来说，就是一种叫甲基的化学物质与基因相结合，在基因本身并没有发生变化的前提下，改变了基因的表达方式，产生了不同的结果。杜克大学发现的这个现象对遗传学的影响非常巨大，它改变了经典遗传学当中的理论。科学家们意识到，一组基因带来的结果，并不是像过去所想的那样一成不变的。同一组基因也能表达不同的效果。因此，这些甲基构成了基因上许多不同的开关，这也使得即便两个生物体的基因完全一样，也可能产生截然不同的结果。比如，小鼠的基因都是一样的，但他们的毛色可以是黄色，也可以是褐色，这取决于他们有没有发生DNA甲基化。也就是说，基因有哪些开关被打开或关闭了。同样的，这也就可以解释，当日照时间变短的时候，你的身体就会打开基因上的某些开关，自发地大量囤积胆固醇，产生足够的维生素D，而不用去等待看是否会发生基因突变。
除此之外，对于小鼠而言，毛色发黄和体型变胖，并不是他们从刺豚鼠毛色基因中获取全部，他们同时还可能获得糖尿病和心血管疾病高发的风险。但当这个基因的开关被关闭了之后，褐色小鼠的发病率就远低于他们的父母。通过对小鼠的研究，科学家们发现这样的规律对于人类同样适用：要改变生物体的性状，不只是改变基因组成这一条路。很多时候，我们的身体仅仅通过打开或关闭基因上某些开关的方式，就能让身体发生变化，比如改变你的外貌特征、改变你的健康状况，甚至改变你在当前环境下的生存能力。
那么，这门学科对人类有什么帮助呢？首先，这有助于保证人类胎儿的健康发育。一直以来，人们都有这样的观念，就是给妊娠期女性良好的营养能够减少生下来的孩子日后罹患某些疾病的可能性。但是在杜克大学这项实验之前，人们都是只知其然，不知其所以然。现在，我们终于知道了其中的原因。这是因为母体补充的营养，可以在不改变基因本身的前提下，改变后代的基因表达。因此，外界的各种环境变化都能通过母体的神经和激素信号传递给胎儿，胎儿的身体会据此调整他们的基因，打开或者关闭一些开关，以便更好地适应外界的环境。
比如，现在很多人喜欢吃炸鸡、薯条、烧烤等垃圾食品。这些食品中含有大量的脂肪和能量，却严重缺乏胎儿发育所需的各种营养元素。如果孕妇在怀孕期间仍然以垃圾食品为主，那么对于胎儿，他们会以为自己将要诞生在一个物质非常匮乏的环境当中，于是会通过一系列基因开关操作让自己变得吸收能力极强，而代谢缓慢。这样的婴儿在营养缺乏的环境下，无疑是更容易生存下来的。但是当他们降生在食物充足的21世纪，就很容易变成小胖墩了。对于儿童肥胖症而言，表观遗传是其重要的发病原因之一。因此，当我们了解了表观遗传学效应之后，就能通过改善外界环境，避免胎儿患上先天性疾病的风险。
其次，表观遗传学能够为人类打开一条治疗疾病的新路。我们先举一个常见的例子。当你喝酒的时候，摄入的酒精会依靠肝产生的乙醇脱氢酶进行分解。当你在较长一段时间里每天都喝酒的时候，肝细胞的基因就会打开开关，加速生产这种酶，这就让很多人产生了酒量是可以练出来的感觉。反之亦然，当你完全戒酒一段时间以后，对于酒精的耐受力也会下降，这是因为你的机体感受不到对乙醇脱氢酶的需求，它就会自动把一条生产线关闭了。很多药物也有类似的现象，比如当你长期服用某种药物的时候，身体会通过改变某些特定基因的表达来适应药物的存在，于是你就会发现药物的效果越来越差。比如当你失眠服用安眠药的时候，一开始效果非常好，半片就能让你倒头睡到天亮，可是渐渐地，你就会发现半片不够了，得一片，再往后想要睡得着，可能吃的越来越多。这实际上是你的身体在接受药物影响之后做出的基因表达反应，它用促进或者抑制某些基因表达的方式来适应这些药物的存在，使其对你的影响尽量减少。
经过这样的基因表达历程以后，药物的疗效同样也不那么明显了，这就是我们通常说的耐药性。通过对表观遗传学的研究，可以帮助我们找到这些基因甲基化的位点，通过抑制某些甲基化信号，使得机体不再具有耐药性，这样就可以大大提高疗效，并且降低过量药物对人体的损伤。约翰·霍普金斯大学的科学家们还准备在此基础上更进一步。现有的研究表明，人类的身体是由细胞不断复制、分裂构成的，但这些细胞的分裂次数是有限的。到达分裂次数的极限之后，细胞就会死亡。但是癌细胞里控制分裂次数的开关是被关闭的，所以它们能无限增值，并且四处转移。科学家们正在努力尝试人工打开这个开关，这样就能从根本上消灭癌细胞。这样的前景听起来是十分美妙的，但要实现它还有很长的路要走。科学家们对于表观遗传学的探索，还将继续。
好了，我们最后来总结一下今天所讲的内容。基因突变是被动的，但表观遗传是相对主动的。就像我们今天提到的血色素沉积症、糖尿病、高胆固醇，还有许多其他的常见遗传病，都是基因为了适应外界环境主动选择的结果。这样的表观遗传现象可以在基因序列不发生变化的前提下，仅仅通过打开或者关闭某些开关的方式，就能让我们的身体表现出不一样的特征，从而迅速适应外界环境的变化。如果人类能够更好地研究和开发这些基因的潜力，也许将来的某一天，我们就可以利用它们来战胜病魔，让人类生存不再伴随疾病困扰。
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