聪明的代价

DNA双螺旋结构的发现者詹姆斯·沃森（James Watson）博士是最早为自己的基因组测序的名人之一，但他执意要求工作人员向他汇报结果的时候隐瞒3个字母。无独有偶，最早公布自己基因组全序列的科学界名人之一，哈佛大学心理学教授史蒂文·平克（Steven Pinker）也故意向公众隐瞒了这3个字母，这是怎么回事呢？

事情要从蛋白质说起。人的血浆中有一种非常重要的蛋白质，名叫“载脂蛋白E”（Apolipoprotein E，简称ApoE）。ApoE有两个最常见的亚型，分别叫做ApoE3和ApoE4，其中ApoE3被认为是健康的，它由299个氨基酸组成，主要负责血液中脂类物质（比如胆固醇）的运输和代谢。ApoE4与ApoE3只在一个氨基酸上有差别，但就是这么一点点差别让ApoE4的运输能力大打折扣。

负责编码这两种蛋白质亚型的基因分别叫做APOE-ε3和APOE-ε4，因为一个氨基酸由3个碱基对负责编码，所以这两个基因的DNA序列只差3个字母，这也正是沃森博士不想知道的那3个字母。前文说过，ApoE与胆固醇的运输有关，因此当科学家们发现APOE-ε4基因的携带者更容易患心血管疾病时，一点也不觉得奇怪。但是沃森博士的决定与此无关，而是因为APOE-ε4基因竟然还可以增加阿尔兹海默氏病的发病率，这是怎么回事呢？

阿尔兹海默氏病（Alzheimer's Disease）是老年痴呆症的一种，患者的认知和记忆功能严重衰退，甚至日常生活都不能自理。全世界的老年痴呆者大约有一半都是因为这种病，患病总人数接近3000万。这种病与遗传没有直接的关系，但有些基因能够增加患病概率。APOE-ε4基因是目前已知的对发病率影响最大的遗传因子，如果某人只携带一个APOE-ε4基因拷贝，则患病概率大约是正常人的4倍，如果携带两个拷贝，患病概率则为正常人的20倍。

阿尔兹海默氏病的机理尚未完全搞清，因此也就没法预防，也没有特效药，病人只能听天由命。难怪沃森博士不愿意知道自己到底是ε3还是ε4，或许他认为知道了也没用，徒增烦恼而已。

统计显示，APOE-ε4基因占人类基因库的25%左右，也就是说全世界大约有1/4的人体内带有至少一份APOE-ε4基因拷贝。这样一个“坏基因”为何没有被自然选择淘汰掉呢？2000年发表在《神经科学通讯》（Neuroscience Letters）杂志上的一篇文章给出了一个出人意料的答案。那项研究对比了APOE-ε4携带者和正常人的智商，发现带有一份“坏基因”的年轻女性的智商比平均值高7分。此后不少科学家又进行了一系列类似的研究，在很多不同的人群中均发现了这一现象。也就是说，APOE-ε4基因虽然对于老年人有害，但对于年轻人是有好处的。从进化的角度看，如果一个基因的坏处只在过了生育期后才显现出来，那么自然选择就对它不起作用了。

人类向来对智商问题很感兴趣，于是关于APOE-ε4基因的研究迅速成为研究热点。就在去年，牛津大学的克拉拉·麦基（Clare Mackay）教授和她领导的一个研究小组采用“功能核磁共振成像”（fMRI）技术对18名年龄在18～35岁的APOE-ε4基因携带者进行了脑部功能区扫描，并和18名正常人进行了对比。这些携带者表面上看都是正常人，没有表现出任何阿尔兹海默氏病的症状。但是麦基教授发现携带者们无论在休息时还是在动脑筋时，其脑部海马区的供血都会比对照组更活跃，说明APOE-ε4基因在年轻的时候就能影响人脑的功能。

这篇论文发表在2009年4月份出版的《美国国家科学院院报》（PNAS）上。这个结果很容易给人一种印象，APOE-ε4基因使携带者在年轻时更“费脑子”，因此也就更容易得老年痴呆。但麦基教授认为单凭一个实验还不能说明问题，必须扩大研究范围，并对研究对象进行长期跟踪，才能找出正确的答案。

今年1月，又有一篇与该基因有关的论文发表在《自然》出版集团旗下的《神经心理药学》（Neuropsychopharmacology）杂志上。英国苏塞克斯大学心理学系教授詹妮弗·拉斯泰德（Jennifer Rusted）和她的同事们招募了27名年龄在18～30岁的APOE-ε4基因携带者，并通过一系列标准化的心理测验考查了他们的智商和思维能力，再和29名正常人做了比较，结果发现APOE-ε4基因携带者并不是在任何领域都比正常人强，而只是在“做决定”、“记忆力”和“语言能力”这3项上表现出了高于常人的能力。有趣的是，这3项技艺都与前额叶有关，显示ApoE也许通过某种未知的方式刺激了这一部位，提高了携带者的智力。

这项实验的本意是想看看不同遗传类型的人对公认的“脑力增强剂”——尼古丁的反应，结果发现APOE-ε4基因携带者对尼古丁更加敏感，智力水平获得了更大的提升。已知尼古丁是通过刺激乙酰胆碱回路来提升脑力的，而阿尔兹海默氏病的一个明显症状就是乙酰胆碱不足，因此拉斯泰德博士推测APOE-ε4基因之所以会引发老年痴呆症，就是因为ApoE蛋白质会降低老年人大脑中的乙酰胆碱水平。

这一系列实验说明，占总人口1/4的APOE-ε4基因携带者天生就比其他人更聪明，但其代价就是年纪大了易患老年痴呆。不过这个代价其实是很小的，阿尔兹海默氏病的总体发病率仅为1%左右，大多数APOE-ε4基因携带者更需要担心的是心血管疾病。这不，被誉为“基因狂人”的美国基因组测序专家克莱格·温特（Craig Venter）博士就对外公布自己是APOE-ε4基因携带者，正是因为这个原因，64岁的他已经开始服用降胆固醇的药了。■（文 / 袁越） 代价聪明