淋病与祖父母

作者:袁越

淋病与祖父母0所有的陆生哺乳动物当中,只有人类是有祖父母的。他们虽然失去了生育能力,但大部分人身体仍然健康,可以帮助自己的儿女抚养下一代。人类学家们相信,正是因为祖父母的存在,使得人类女性可以抚养更多的孩子,并加速了知识的代际传承,意义重大。

其他哺乳动物为什么没有祖父母呢?因为他们都被自然选择淘汰了。按照经典达尔文进化论,自然选择只会作用于和繁殖有关的基因。当动物失去生育能力之后,自然选择对它们就不起作用了,其结果就是身体机能的迅速衰退,很快就会死于非命。即使侥幸活到了老年,也会因为脑神经系统的退化而失去活动能力。人类虽然也不例外,但却是在这方面表现最为优秀的,有大量老年人依然可以头脑清楚地活很久,这是为什么呢?

美国加州大学圣地亚哥分校医学院的阿吉特·瓦基(Ajit Varki)教授认为,原因很可能是淋病的大流行。这种古老的传染病改变了人类的基因构成,使得阿尔茨海默病等神经系统退行性疾病的发病时间被大大地延迟了。

脑神经和淋病是怎么联系到一起的呢?答案是一种名为CD33的受体分子。这种分子位于免疫细胞的表面,专门负责识别其他细胞表面的唾液酸,并以此来判断对方到底是朋友还是敌人。

唾液酸(Sialic Acid)是细胞膜的重要组成部分,所有动物细胞的表面都有它的身影。当免疫细胞在身体里巡逻时,其表面的CD33受体会和沿途遇到的唾液酸相结合。一旦这种结合发生了,免疫细胞就会知道对方是自己人,绕道走就对了。

哺乳动物大脑内也有免疫细胞,名为“小胶质细胞”(Microglia)。除了负责杀菌之外,小胶质细胞还有一个重要功能,那就是清除脑组织内部的那些受损伤的脑神经元,以及淀粉样蛋白斑块,后者极有可能是阿尔茨海默病的原因之一。问题在于,脑神经元恰好是唾液酸含量最丰富的细胞,这些唾液酸严重影响了小胶质细胞的清洁任务,导致脑组织内的废物越积越多,其结果就是老年痴呆。

所有哺乳动物当中,只有人类进化出了一种突变型CD33,不再和唾液酸相结合了,于是带有这种CD33突变型的小胶质细胞就可以更好地扮演清洁工的角色,让大脑长时间保持健康。

值得一提的是,尼安德特人和丹尼索瓦人这两个著名的人类近亲都没有这种突变型,所以他们都是没有祖父母的人种,也许这正是他们惨遭淘汰的原因。

接下来一个很自然的问题就是,为什么人类会进化出CD33突变型呢?这就是瓦基教授想要解答的问题。他意识到唾液酸是很多病原体的受体,包括流感病毒和冠状病毒在内的很多常见传染病都是通过与唾液酸相结合而入侵人体细胞的。而淋病的罪魁祸首淋病奈瑟菌则是通过分泌和人类一样的唾液酸来欺骗人体免疫系统,这才得以感染人体细胞。瓦基教授及其同事们研究了CD33突变型的进化过程,发现这一人类独有的突变体正是伴随着淋病的大流行而出现的,因为带有这种突变型的人不会感染淋病,从而有了进化优势。

瓦基教授将研究结果写成论文,发表在2022年7月9日出版的《分子生物学与进化》(Molecular Biology and Evolution)杂志上。这篇论文得出了一个看似不可能的结论,那就是淋病的流行让人类有了祖父母,从而实现了一次进化上的飞跃。 淋病