曾因政治上的敏感性而遭禁忌的关于种族的生物学研究,最近又受到关注。但一些科学家持反对意见,人类基因组计划的全面实现,将使这类研究变得多余——
医学研究开始关注人的种族
2006年3月,得克萨斯大学和密西西比大学医学研究中心的研究人员在《新英格兰医学杂志》上发表了一篇文章,介绍他们对一个被命名为PCSK9基因的3对等位基因的研究结果。这个基因的作用是帮助清除血液中的低密度脂蛋白(LDL,一种可以将血液中的胆固醇运输到全身的化学载体),血液中LDL水平的升高与心脏病的发病相关。乔纳森 · 科恩(Jonathan Cohen)和他的同事们的研究表明,PCSK9基因的3种等位基因可以对人体产生这样的影响:将人体血液中的LDL水平降低15%~28%,冠心病的发病率可降低47%~88%。
诸如此类的研究一直在无声无息地进行着,但它如今却是日渐增长的一种趋势的一部分:即将不同种族的个体作为研究对象,并对各组数据进行独立的分析。研究者向每位参与者询问——他们自认为自己属于哪一个种族?由此增加的信息使他们能更细致地阐明PCSK9给每个个体带来的风险。
但种族和生物学是不合适的搭档。任何一种关于来自世界不同地区、不同人种之间的系统性生物学性状差异(除了最显而易见的肤色和解剖学的差异之外)的讨论,都会引起不愉快。19世纪晚期的优生学研究不久就发展成为种族主义运动,随后愈演愈烈,最终演变成对种族卫生学教义以及纳粹德国集中营的讨论。然而10年前,美国斯坦福大学的路卡 · 路易戈 · 卡瓦里-思夫扎(Luca Luigi Cavalli-Sforza)教授指出:一些与血液以及免疫系统中的许多蛋白质相关的不同等位基因出现的机率,是随着地域的变化而变化的。而这种变化与健康相关的观点正逐渐被人们接受。如果是这样,那么在不同的种族中寻找遗传变异,不仅可以被接受,而且是必须的。
在科恩的研究中,种族问题被证实是有决定性的。在自认为是“黑人”的3363位志愿者中,有0. 8%的人携带着一种被称为142X的PCSK9的等位基因,1. 8%的人携带着被称为679X的等位基因。在自认为是“白人”的9524名志愿者中,仅有0. 02%的人携带着142X,0. 04%的人携带着679X。与之相反的是,有3. 2%的白人和只有0. 7%的黑人携带着他们所研究的第3种基因,即46L等位基因。研究者们发现,这些相对罕见的基因与低LDL水平相关,在黑人和白人中都如此,这使他们得出这样的结论:这些基因的变化是至关重要的。如果研究者忽略种族因素,而是仅仅将心脏病人群与健康人群作比较,来研究哪些等位基因与发病危险性相关,他们可能会忽略了这些等位基因的临床意义。这是因为它们出现的几率相当小,整个研究中只有不到0. 3%的人携带有142X,所以他们的影响可能被忽略了(在人数更少的种族中这一点更为显而易见)。的确,种族群体越小,研究者们发现那些重要的但却罕见的等位基因的机会就越小,除非这些基因使这个种族的人口减少了。完全忽略种族的因素不利于我们去获得有关那些可能因此而得益的人群的医学知识。
正是这一点(谁得益的问题),让以前被视为禁忌的种族遗传学问题开始被允许讨论了。如果只是少数人群获得回报,持异议者可能会保持缄默。但异议并没有消失。
这不是种族的问题
举个例子来说,根据芝加哥莱奥那大学医学教授理查德 · 库柏(Richard Cooper)的研究,黑人携带着一个某种疾病的易感基因。他发现,美国黑人比白人更容易患高血压。“我们不知道为什么,但是每个人都说这是遗传因素决定的。”但从整个世界来看,高血压发病率最高的地区是波兰、芬兰和俄罗斯。这些地方的发病率比美国黑人还要高。黑人和白人血压均值之差大约是4 mmHg,而美国白人和俄罗斯人血压均值之差约为20 mmHg,但从来没有人说过这些白人有高血压的遗传倾向(他们认为这应该与饮食因素相关)。但是当他们提到黑人的时候,这个问题就被认定是与遗传因素相关的。总之,这完全是思维方式的问题。
这种批判确实有它的道理。但是有时候你会发现与之相反的一面:种族差异似乎可使遗传学差异放大。加州大学旧金山分校人类遗传学研究中心的主任尼尔 · 里什(Neil Risch)曾经举过一个关于ApoE的例子(ApoE是与LDL代谢相关的另一个基因)。这个基因的另一个特殊的等位基因ApoE4,与阿尔兹海默氏症(Alzheimer,一种老年性痴呆症)发病率的增加有很大关系。
ApoE4在大多数种族群里较为普遍。大约2%的日裔美国人、14%的美国白人和19%的美国黑人携带着这个基因,但ApoE4在这些种族群里产生的影响却大相径庭。日本裔美国人中同时具有2个ApoE4拷贝(一个来自父亲,另一个来自母亲)的个体患阿尔兹海默氏症的危险性,比具有ApoE其他等位基因的个体增加33倍;欧洲裔的个体患此病的机率增加15倍。相反的是,黑人患此病的危险性仅增加6倍。“这到底是归因于不同的遗传背景还是环境因素,谁又能知道呢?但是如果你忽略了种族的因素,你将永远不会发现这其中的奥妙,”里什说。此外,如果在美国人中不分种族地采集ApoE4的样本和阿尔兹海默氏症发病危险性的相关数据,那么结果就会与白人的相似,因为他们的人口数目之多,足以掩盖来自其他所有种族群的数据。正如里什博士所说,“我认为这种按照不同种族分组的方法就像他们被预言的那样有用。这并没有证明我们试验中发现的差别是由遗传因素所决定的。”
这是基因的问题
虽然如此,在某些案例中,差别的产生显然是由遗传因素决定的。有一个被称为UGT1A1的基因,它控制着一种叫做Irinotecan的结肠癌药物的代谢。大约20%的非洲裔美国人、15%的白人和1%的亚洲人携带这种基因的两种无功能的等位基因UGT1A1*28。因为对缺乏有功能的UGT1A1基因的个体在按标准剂量给予Irinotecan治疗时会发生严重并发症的危险性,所以按常规开始Irinotecan治疗前应对病人进行遗传学检查。但是,只有1%的亚洲人具有两种在遗传学检查中可以检测到的UGT1A1*28等位基因的拷贝,还有2. 5%的亚洲人则具有另外一种无功能等位基因UGT1A1*6,而它在标准的测试中不能被检出。的确,这个问题在黑人和白人中是不会发生的。因而,对亚洲人进行UGT1A1*28等位基因的测试,就不能像在非洲裔美国人或白人中的测试那样为病人提供足够准确的保护。“同样的治疗,”里什说,“不能达到同样的治疗效果。”
另一方面,对种族问题过分关注也可能得到错误的答案。有一则关于BiDil药物的故事。大约在20年前,有人已经开始测试这种药物对降低心力衰竭高发人群发病率的效果。总体看来,它的作用非常有限。然而在最近几年的研究中,研究者们发现,有少数黑人对这种药物的反应比大多数白人好。因此,拥有这种药物生产权的Nitromed公司最近设计了一个临床试验,在非洲裔美国患者中加大BiDil的剂量后,这种药物起到了神奇的疗效,使受试组心脏病导致的死亡率减少了43%。于是美国食品与药品管理局(FDA)就批准了BiDil在美国黑人中使用,使BiDil成为有史以来第一种"种族针对性"的药物。但是,正如一些评论所指出的,其缺陷就是这种药物没有在其他人种中试验,因而没有强有力的证据表明这种药物对黑人的药效要高于其他人种。从遗传或环境因素的观点来看,也没有任何可说明其对黑人的药效为何优于其他人种的更好理由。
以上的研究又提出了另外了一个敏感性的问题:怎样才能科学地定义一个人的种族?科恩在研究中回避了这个问题,因为他设定了一个前提:人们可以自己确定属于哪一个种族(这是讨论问题的一个合理起点)。但美国是一个移民国家,这些移民的祖先相互婚配已有百年之久,很少有一个美国本地人可以将自己的祖先追溯到世界的某个确定的地点。所以影响疾病的基因与影响种族自我认定的基因之间又会有多大的联系呢?
也许,关于自我认定的问题,应该去求助于弗兰克斯 · 柯林斯(Francis Collins)教授,他为人类基因组计划(HGP)做出了巨大贡献。“对种族因素应用的减退,不管是在研究中还是在医学实践中,”他说,“其原因就是我们使它具体化了,似乎它具有本不该有的生物学意义。”种族因素是我们所寻找到的一个并不完美的替代物。当我们继续应用它的时候,似乎是在向世界说它是一个可靠的因素,而且种族范畴比它们本身有更多的生物学意义。我们甚至会提出一些我认为不正确的观点:人群之间有着清楚的界限,种族在生物学上是独特的。
最终,技术的发展已让我们得以实施人类基因组计划,而科学将使整个问题变得多余。人类基因组计划将使我们有可能观察到每个人的基因。但在这之前,值得怀疑的种族因素还会有价值。而与我们之前对种族研究所作的尝试不同,这次可能真正会给人们带来某种好处。