进化生物学家们很容易认识到,传染病是两个种伺,即寄主和病原菌之间斗争结果的反映。可是,是什么魔力影响着避免遗传病基因的自然选择。使人类遭受遗传病之害呢?从不断增加的病例看,遗传病的基因频率,似乎是由补偿效益所维持的。

当然,某些遗传病出现的频率是很低的,携带致病基因的先代可不育而死亡而由突变体维持疾病频率。假性肥大性肌营养障碍,显性骨骼畸形软骨发育不全和尖头并指(趾),都被认为是单由突变率所决定的病例。已知人类遗传病的最高频率是10-4(假性肥大性肌营养障碍),而大多数还要比此低得多(10-7)。由此可见,能经受住高外显率致死基因的突变体出现的频率是很低的。正如我们在最近的评论文章中所讨论的那样,在最近起源的局部地区人群中,创建者效应能暂时地把有害基因提高到较高水平。但既不是突变,也不是创建者效应所能圆满解释地区性广泛分布的有害基因在大而古老的人群中以高频率出现这一事实。最常见的有遗传基的疾病,如胆囊纤维变性,消化性溃疡和糖尿病,被假定为是有补偿效益的作用。

唯一了解最清楚的典型补偿例子,是由基因遗传的镰状细胞性贫血所提供的。这种基因的纯合子携带者因贫血死亡或不育,但众多的杂合子携带者却比正常个体更能抵抗疟疾。该基因就是由一组获得效益的个体在疟疾发病区传递下来,而另一组个体却要付出代价。类似的补偿效益能抵抗其他常染色体隐性基因,如肾上腺性综合症的遗传基因和家族性黑蒙性白痴的基因。

涉及一个溶菌酶(氨基己糖苷酯酶A)缺失的末端基因,致死儿童期的纯合子,引起脂储存疾病。家族性黑蒙性白痴,提高北欧犹太人中杂合子的频率到11%;另两个关系脂储存的致死和有害常染色体隐性基因,尼曼 - 匹克病和高雪氏病基因,在北欧犹太人中出现的频率为1%和3%,分别关系到髓鞘磷脂酶和葡萄糖苷酯酶的缺失。这样,在同一人群中,就出现3种独立进化的有关溶酶脂储存的机理,暗示出有些对杂合子有利。就家族性黑蒙性白痴而言,几种证据说明,其效益是作为一种较强的选择力,使北欧犹太人比其他种族能抗结核病。也许是由于这些犹太人生育在拥挤的城市环境中,而其他种族则是迁自农村。据报导北欧犹太人中的结核病死亡率低于同地区的非犹太人;家族性黑蒙性白痴患者家庭死亡率,比对照组的犹太人家庭低。在北欧犹太人中,家族性黑蒙性白痴基因的最高频率,出现在结核发病率最高的地区(奥地利、匈牙利)。因此,从脂储存病的死亡中,可见家族性黑蒙性白疾病对纯合子有害,结果使为数众多的杂合子能存活下去。

补偿的不同分配可能控制着特发性血色素沉着症(IHC),这样,以至于男人受害而女人受益,如镰状细胞性贫血和以上提到的3种脂储存疾病。IHC是一种常染色体阴性基因病,杂合子的频率为10%,它可能是至今在美国和欧洲被识别出的最常见的紊乱基因。紊乱起因于肠子对铁离子吸收率的提高。但是,确定铁离子的积累,只是在生命的后期,才达到有害标准,况且仅是出现在饮食内铁含量高的人中,其症状之严重,男性比女性高出5 ~ 10倍,因为女人一般通过月经失血、怀孕和泌乳致使铁的损失。从所有反映男子至上主义的观点看,增加铁的吸收,对多数女人是有利的;从不偏不倚的进化观点看,一些生殖后男性的死亡,是在同一人群中,为对付女性贫血所付出的一个小代价。

虽然IHC利于女性,而且镰状细胞性贫血和脂储存病对两性的杂合子有利,但这些病仍是以相似的利害在不同个体中出现。这就必须认识到,承担风险的个体,也同样会得到三种形式中某一种益处:即在特殊环境条件下,抗传染病,提高产前或产后生存能力。

抗结核、霍乱和伤寒,可能是作为一种基因的有利因素而作用于因高胃蛋白酶原1和高胃酸分泌而产生的溃疡。胃中的盐酸、对由口摄入和因咳嗽以及吞咽吸入肺中又重新分配的细菌是一种抵抗物质。胃酸分泌低的个体,多数易患结核、霍乱和伤寒。但在爱尔兰人中却出现截然不同的关系酸分泌过多的溃疡和假设的受选择的疾病——结核。结核病在拥挤的工业革命期间的突然提高,可能提高了溃疡病的发病率。正好像以推迟生育年龄为代价维持了生育前人口的结核病率那样。

提高围产期存活率,似乎是为依赖胰岛素的遗传性糖尿病(IDDM)带来了利益。在未得到胰岛素治疗以前,这种基因一般是致死的。在受影响的家族内,一般胎儿较具有与糖尿病有关的HLA抗原的胎儿容易流产。因为在有IDDM致糖尿病基因表现型的新生儿中,实际仅有20%成为糖尿病患者,其中80%的基因携带者在围产期前得了效益而免付产后代价。

在几个民族(也门犹太人,比马印第安人,密克罗尼西亚人)由斯巴达式生活供给改为西欧化饮食后的几十年内,非依赖胰岛素的糖尿病(NIDDM)的发病率升高了。这就说明,前种条件对NIDDM糖尿病基因有利,后者条件有害。事实上,患糖尿病的小鼠,饥饿时比一般要活得好,大概因为,当实验限制或中断食物供给时,对起因于高糖饮食的糖尿病,它们过度活跃的胰岛素调节的葡萄糖代谢,饥饿可以降低糖原的积累。因此,把在爱尔兰人子孙中和移民中的NIDDM发病率进行比较是很有意义的。如果是和患糖尿病的小鼠一样,饥饿有利于糖尿病患者的话,我们就可以预言,今天该病在爱尔兰人中的发病率,将会比在移民中高。其他受西欧化社会遗传感染影响的疾病,如以高盐饮食的高血压和一定流行的血脂过多症的基因,其表现率也将高于昔曰。

[Nature,1987年第329卷第6137期]