糖尿病基因有何好处
糖尿病基因在演化领域一直是个奇异的谜团。为什么这样一种慢性疾病会普遍出现于众多族群之中?依照物竞天择,体衰的人理当被自然淘汰,不易将基因传给下一代。
常用于其他遗传疾病的两种解释(频发突变与没能显现自然选择造成的演化后果)都无法圆满解释糖尿病。就第一种解释来看,如果糖尿病像肌肉萎缩症一样,患病率仅万分之一,那么糖尿病基因的盛行可以解释成是频发突变所致。也就是说,带有突变基因的新生儿的出生率与带有此突变基因的年长者的死亡率相同。但在西方社会,糖尿病遗传基因出现频率竟然从3%到50%不等。
就第二种解释来看,遗传学家普遍认为糖尿病患者以老年人为主,并且他们早已过了生育年龄,似乎与易感基因的代代相传无关。但是这种说法有误,理由有两个。尽管欧洲的糖尿病以2型较普遍,也就是50岁过后才发病,但在瑙鲁、印度与非欧地区,糖尿病多出现在二三十岁育龄妇女怀孕期,为母体与婴儿带来严重威胁。以日本为例,研究发现学龄儿童糖尿病患病率中,2型糖尿病已超过1型,尽管1型曾经是名正言顺的青少年型糖尿病。再者,第六章曾讨论过,在一战之前的传统社会,老人的地位不像在现在的发达国家般低下,因为传统社会的祖父母辈在供应食物、提高子孙的存活率等方面具有重大贡献。事实上,他们是否已过生育年龄,与糖尿病易感基因的选择性表达并无关系。
因此,就糖尿病病因而言,过速发展的西化生活方式,远胜过生物遗传基因因素。不过可以确定的是,糖尿病遗传基因曾多次通过自然选择,代代相传下来,这点可从2型糖尿病患者身上出现许多致病的遗传异常获得明证。为何糖尿病遗传基因曾经有助于人类的繁衍,今日却成为大麻烦?
胰岛素能将进入肠胃的多余食物转化为脂肪储存,以备不时之需。20世纪60年代,遗传学家詹姆斯·尼尔依此提出节俭基因学说,解释人类如何有效地将摄取的糖分转化成脂肪。某些人只摄取少许食物,便有一触即发的反应,一点点血糖升高便带动胰岛素分泌。这样一来,多出来的糖分便可以完善储存,不会因为血糖浓度过高而从尿中溢出,造成无效浪费。一旦他们能够获取丰富食物,食物便能很快地转化为脂肪储存,体重因此迅速上升,万一遇到饥荒更能保命(见图6)。在丰年与荒年无法预期的时代,带有这种遗传基因乃优势体质。然而,到了超市林立、食物无缺的年代,高热量食物外加少运动,优势基因于是摇身一变,变成引发糖尿病与肥胖的杀手(见图46)。如今许多人暴饮暴食、不运动,节俭基因怎能不变异?人们变胖了,再也没人担心荒年会把脂肪燃烧光。我们的胰脏夜以继日地分泌胰岛素,直到有一天无法分泌,或肌肉细胞与脂肪细胞产生抗性,于是我们得了糖尿病。借用阿瑟·凯斯特勒与保罗·齐迈特的说法,从发达国家流传到第三世界的糖尿病是一种“可乐殖民”。
发达国家的居民难以想象,从前食物在丰盛与匮乏之间的波动有多剧烈。人类演化长期以来都要把握能够狼吞虎咽食物的机会。有些部落至今还在过这种生活。我在新几内亚进行田野调查期间,就领教过这种饱足与饥荒不定的日子。记得有一回,我雇用十来个壮丁,帮我背负很重的装备,从某个悬崖走一整天到下个营地。我们在天黑前及时赶到营地,大家饥肠辘辘等待跟另一队的人会合,没想到他们走错了路。我又累又饿又气,那些脚夫竟然还能一派轻松地说:“无所谓啦,没东西吃,不过空着五脏庙睡一晚,明天再吃。”反之,有一次我们抓到一头大野猪,我的新几内亚朋友连续几天吃到撑,我被他们的食量吓坏了,他们的肠道仿佛通到无底洞,后来果然有人得了严重的肠胃炎。
以上几则奇闻说明了人类在演化的长河中如何适应不规则的丰年与荒年。在第八章,我曾总结传统生活经常出现饥饿的若干原因:尽管天天外出狩猎,但有时满载而归,有时则空手而回;突发的恶劣天气;尽管可预知盛产的季节,来年还是可能出现不可预期的气候异常;大多数传统社会都无法储存余粮,直到国家政府出现,才能大规模地组织管理食物,包括食物的储存、运输和交换。我们可从表11-2收录的奇闻中了解到一些信息,如食物过于丰盛时,传统社会中的人们只能暴饮暴食。
表11-2 暴饮暴食的例子

(续表)

从上述饥饿与饱足不定时交替的例子来看,节俭基因当然能够发挥正面功能。在食物过剩时期,节俭基因有助于储存脂肪,当饥荒到来,又能减缓燃烧卡路里,让人得以安然度过险境。今天西方人都恐惧肥胖,纷纷求助减肥诊所,在老祖宗看来,这实在荒谬。节俭基因曾经助人熬过饥荒,如今却是糖尿病的帮凶。同样,我们喜欢甜食与油脂,一如对盐的贪求,口腹之欲容易满足,于是我们渐渐步上糖尿病与高血压的不归路。以前糖、油、盐都得来不易,人们反而能吃到有价值的矿物质与微量元素。如同高血压,糖尿病也是对演化的反讽:几万年前,我们的老祖宗在非洲大草原熬过饥荒幸存下来,如今子孙却因营养过剩,饱受死于糖尿病的威胁。
饥饿与饱足交替的传统生活方式,让节俭基因具备了自然选择方面的优势。但到了丰衣足食的现代社会,节俭基因反而使所有的人容易罹患糖尿病。然而,为何皮马印第安人与瑙鲁人的糖尿病患病率异常高,甚至在全世界数一数二?我想,这正是因为这两个族群身上的节俭基因非常强。皮马印第安人跟其他美洲原住民一样,长年饱受周期性饥荒之苦。19世纪末,白人殖民者从上游截断他们的灌溉水源,从此作物不生。在此严酷的考验下,能存活下来的皮马印第安人比其他美洲原住民更能适应严苛的饥饿,他们储存脂肪的能力也变得特别强。瑙鲁人在“可乐殖民”时代来临之前,曾与饥饿展开两次生死斗争。首先,他们就像其他太平洋岛民,常驾着独木舟在各个小岛之间讨生活,在船上一待就是几周,如果没东西吃就得饿死在船上,只有最胖的、最善于储存脂肪的人才能存活下来。这就是为何在我们的刻板印象中,太平洋岛民很多都是胖子。其次,在二战期间,瑙鲁人比其他太平洋岛民遭遇了更严重的饥荒,饿死者无数,他们体内的糖尿病敏感基因因此变得特别强。战后,拜磷酸盐矿所赐,岛民得以收取采矿权利金,人人成了暴发户,食物堆积如山,岛民好逸恶劳,最后变成超级胖子。
目前已有三组人种学证据与两组模式动物实验支持尼尔的节俭基因学说。非糖尿病患者的瑙鲁人、皮马印第安人、非裔美国人与澳大利亚原住民,其餐后血液中的胰岛素浓度(对吃下糖类的反应)要比欧洲人高好几倍。新几内亚人、澳大利亚原住民、肯尼亚马赛族以及某些还固守传统生活方式的原住民,其血糖值远比美国白人低。如给予充分食物,太平洋岛民、美洲原住民、澳大利亚原住民则会比欧洲人更容易出现肥胖问题:先是变胖,然后得糖尿病。从动物实验得知,带有易得糖尿病基因的老鼠,比正常、不带此基因的老鼠更能忍受饥饿而存活下去。生活在蛮荒沙漠的以色列沙鼠也很能忍耐饥饿,一旦养在实验室吃“西方老鼠饮食”,过养尊处优的生活,不久血液中的胰岛素浓度便上升了,组织出现胰岛素抗性,就变得肥胖,最后患糖尿病。但这一切都是可逆的,只要限制沙鼠的饮食,就会恢复正常。因此,我们可从容易罹患糖尿病的实验室老鼠与以色列沙鼠这两种模式动物的行为中了解节俭基因的好处:这种基因会为实行传统生活方式的老鼠调节胰岛素分泌,使之在恶劣的生存环境中得以存活,一旦老鼠改为“超市生活方式”,时时大饱口福,就必须为这样的基因付出巨大的代价。