相容性基因的全称是“主要组织相容性复合体基因”(Major Histocompatibility Complexgene)。后两个英文单词看起来很复杂,仔细一瞧,发现都是一些常见单词的结合体。Histocompatibility就是histology(组织学)+compatibility(相容性、兼容性),Complexgene是complex(复杂)+gene(基因)。这么看来,这个长长的名字其实很简单,而且是直译出来的。应当注意的是,“主要”并不是形容组织或相容性的,而是形容基因的。
整个词组的意思大概是:1.存在一些基因组或共同发挥作用的复合体基因,2.这些基因影响着组织相容性,3.也许有很多基因都和组织相容性有关,但我们暂且只考虑那些最关键的。那么,什么是组织相容性呢?本书在开篇解释了这个问题。
19世纪末、20世纪初,剧烈的战争引发了大量的外科手术和输血,医生们发现将某一动物个体的某种组织或血液移植到另一个体身上时,经常会遭遇莫名其妙的失败,而少数时候则会出人意料地取得成功。经过数十年的研究,医生和科学家们终于认识到,移植手术的失败或成功,最终取决于接受移植组织的个体身上的免疫系统是否排斥并攻击那些移植来的组织。如果接受移植者的免疫系统对移植来的组织反应很激烈,大打出手、大杀特杀,就会造成移植来的组织很快死亡,手术自然会失败,这种情况就是组织相容性较低。
但是,这种程度的了解并没有解答疑难,反而是提出了更多的问题:免疫系统是怎么作出判断的?为什么你和我相容性高,他和我相容性却很低?
20世纪下半叶,基因科学飞速发展,科学家们才得以初步破解这个谜题。相容性基因(MHC)被发现了,它们就是那些负责在生物体内区分自我与非我的基因,用来识别一个细胞、一种蛋白质、或者一组随便什么出现在生物体组织中的物质究竟属于自身,还是外来入侵者,以便决定是否激活免疫系统发动攻击。正是由于这类基因的存在,哺乳动物的免疫系统才能正常发挥作用,杀死细菌和病毒,放过普普通通、辛勤工作的体细胞和母亲体内的胎儿。可以说,相容性基因构成了免疫系统的基础。
这样说来,相容性基因似乎越多越好,它们可以识别、发现更多的可能的入侵者,最大限度地抵抗疾病。可是,无论致病细菌还是病毒,本质上与动植物、有益微生物使用的仍然是同一套基因体系,无非细节有些出入罢了。如果一个人身上的相容性基因太多,既能够识别出更多的外来入侵这,也会导致更多的体细胞、有益微生物被误认为入侵者,这样的免疫系统显然不利于生命存续。所以,相容性基因的数量在个体身上保持着一种微妙的平衡,一方面它要尽可能地识别出当时当地发生概率较高的致病因素,另一方面又不能打击面太广、攻击性太强。事实上,人类个体身上的相容性基因数量通常不会很多。
人类种群遍布全球,环境复杂多样,致病因素也各有不同。这导致人类的相容性基因十分多样,具有一定的地域性、族群性。人类种群基因库的丰富多样性非常重要:假使有一种十分罕见的致病因素突然出现,只要人类种群庞大的基因库里有那么几个足以对付它们的基因,就可以避免人类全体灭亡的悲剧。故而相容性基因包含一个庞大的基因组,其具体组合的可能种类难以计数。对于活生生的人类个体来说,也许数千万、上亿人甚至整个人类里都找不到另一个与他完全一致的人。从这个角度来说,每个人都与众不同。
与其他所有基因一样,相容性基因也是多用途、多功能的。它们不仅是免疫系统的基础,在神经系统和生殖系统中也十分活跃。 有科学家认为,相容性基因会影响人类择偶的倾向。这类研究争议不休,但至少也说明了相容性基因的另一个侧面——它们不仅是人类健康卫士们的眼睛,同时也许还是人类恋爱激情的诱饵呢。
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