那些被我们误会的伙伴——肺结核杆菌
肺结核又称“痨病”,在西方则被称作“白色瘟疫”。历史上死于肺结核的名人,可开出很长一个单子:济慈、卡夫卡、鲁迅……它过去是,现在依然是一种致命的疾病,每年要杀死100~200万人口。每年3约24日被定位“世界防治结核病日”
既然是这么一种可怕的疾病,似乎乏善可陈,但事实上,人类与肺结核的病原体——结核杆菌的关系,比初看起来要复杂得多。结核杆菌在人类进化的过程中可能扮演了一个非常重要的角色。这个违反直觉的看法来自一个看似不相关领域的研究:我们缘故祖先吃肉的习俗。
食肉让人类大脑扩容
现在很多人吃饭离不开大鱼大肉,但人类作为一个物种,并非生来就是吃肉的。食肉的习惯可能始于180万年前生活在东非的直立人。受限于当时简陋的工具,肉类食物对于东非直立人还是很稀罕的,他们顶多是通过投掷石块,驱赶走鹰鹫或豺狼虎豹,从他们口中夺得一点肉吃。到了距今50万年前的海德堡人,肉类才在人类的食谱中变得重要起来,而在海德堡人的后裔——尼安德特人和现代智人可能还有近年来发现的丹尼索瓦人——的食谱中,肉类的重要性更是日甚一日。
这种食谱上的变化带来的一个结果是脑容量的急剧增加。东非直立人的脑容量比起其他大型猿人来,要大60%,而海德堡人的脑容量又比直立人大了近50%。这显示,在大脑和食物之间,存在着一种互相的影响:我们祖先大而能耗高的大脑,需要高质量的食物来支撑,而获得高质量的食物,有需要有一颗聪明的头脑。
在从素食到肉食的转变过程中,很多生理上的变化帮助我们的祖先变成成功的掠食者。比如,拥有一副直立的身躯、一双可投掷武器的手臂以及长距离耐力跑的本领,可以帮他们追逐猎物。然而,最重要的还是拥有一颗硕大且具有创造力的脑袋;而要耍聪明,其前提是脑容量要足够大。
限制脑容量的障碍
在食谱中增加了肉类之后,我们的祖先看来已经克服了之前限制脑容量的主要障碍。但这个阻碍脑容量增加的障碍到底是什么呢?过去人们一般认为,是热量或蛋白质的摄入不足。然而,要增加热量摄入,完全可通过其他更容易,危险性更低的办法来实现,比如挖掘植物的块茎等。从事狩猎,不仅体力消耗巨大,危险性极高,很多时候还空手而归,而挖掘块茎等工作不仅劳动强度小,而且更有保障。可见热量摄入不足阻碍脑容量增加的看法并不正确。
其实,肉类,尤其是经烹饪之后的肉类,之所以能成为营养价值高的食物,不止是因为它含有更高的热量,还因为它含有一类人体必需的特殊营养素——维生素B3和在身体里能转化成维生素B3的色氨酸——而它们都是不容易从植物中获得的。
支持这一说法的证据来自一种叫“糙皮症”的季节病。这种病统筹发生于当经济贫困,让人吃不起肉的时候。糙皮症在18世纪的欧洲,以及在20世纪早期发生经济危机时的美国都曾出现过。患这种病的人,起初出现食欲不振、腹泻、便秘等症状。后来,皮肤上会出现红斑,有烧灼和瘙痒感,形成疱疹,然后结痂,皮肤变得粗糙并有鳞屑。此外,还伴有头晕、烦躁、睡眠不安等症状,严重到一定程度,甚至发展成精神错乱。但只要在饮食中添加维生素B3,就可不治而愈。
结核杆菌能制造维生素B3
维生素B3之所以有如此立竿见影的疗效,是因为我们的身体能把它转化为一种叫“辅酶”的化学物质;而从新城代谢和发育,到生殖、修复DNA等等,在几乎一切事情上,辅酶对于我们都是不可或缺的。缺少了它,会引起脑细胞死亡,进而影响到我们的精神状态。
如果维生素B3完全来自肉类食物,那么我们就应该一天都离不开肉才对,但事实上生活中有很多人长期坚持吃素,也一样很健康。这一现象曾引导科学家提出一个假说:即,在我们的肠道内,可能存在着一种微生物,当食物中肉类匮乏时,也依然能给我们提供一定量的维生素B3。这种微生物可能是与我们一同进化来的。
但迄今,并没有发现能合成维生素B3的肠道细菌,而令人吃惊的是,有一类我们熟悉的微生物倒是能制造维生素B3.它就是本文的主角——结核杆菌。事实上,结核杆菌能分泌维生素B3的特性曾被医生作为诊断肺结核病的一种手段。
这么说,难道结核杆菌最初对人类是有益的?难道在肉类匮乏的岁月里,这种病原体曾作为一种共生细菌,为我们的身体提供维生素B3?
依赖结核杆菌制造维生素B3
肺结核作为一种疾病,在考古学上的记录最早出现于距今大约7000~10000年前——这个时间正好是对应人类从狩猎-采集向农业社会过渡的时期。可想而知,当我们的祖先放弃狩猎-采集的生活,转而从事农业的时候,他们的食谱中肉类的摄入开始下降,而对谷物类的依赖性开始上升。
肺结核出现于这一时期或许并非巧合。当肉类下降,从中摄入的维生素B3也随之减少,这个时候,结核杆菌就开始承担起为我们提供维生素B3的角色。但如果肉类长期缺乏,我们对结核杆菌的依赖性过于严重的话,身体“牧养”的结核杆菌就可能失控,演变成一种病原体,让我们患上肺结核。
可为这个假说提供支持的是,我们的免疫系统迄今对结核杆菌反应都有别于其他病菌的反应。对于许多外来异物,血液中一种叫巨噬细胞的白细胞会形成肉芽瘤来杀死或者隔离“敌人”。然而对于结核杆菌,巨噬细胞不仅不杀死它们,反而鼓励它们驻留、生长和扩散。
我们的身体显然已经学会了容忍结核杆菌。但我们不禁要问:如果结核杆菌对身体没有一点益处,那我们为什么能容忍这样一种病原体呢?但要是换个想法,假设人类在漫长的进化过程中,很多时候需要结核杆菌来替我们制造维生素B3,所以我嘛的身体渐渐学会了与结核杆菌和平共处,这样就好理解了。
肉类消费上升,结核病发病率下降
根据这一假说,我们还可以合理的推断:当整个社会肉类消费上升,我们对结核杆菌的依赖性就会下降,这样一来,它们扮演变成病原体的可能性也会变小。换句话说,肺结核的发病率应该随之下降。
为了验证这一点,科学家查阅了从1850年到1950年,英国肺结核病人口的数据。数据显示,这一时期,结核病的发病率的确显著下降。因为在这100年里,治疗肺结核病的抗生素还没背发明出来,所以下降应该归因于生活水平的提高,肉类消费的增加。其他国家的情况也是这样。
这一现象其实早就被人注意到了,只是长久以来一直没有得到正确的解释,人们一度以为这是卫生条件改善的结果。但卫生条件的改善并不能做出有说服力的解释。例如在1925年,挪威政府为了遏制肺结核在海军士兵中的传播,曾在海港建造了卫生条件极好的新兵营,但收效甚微,一直等到士兵饮食中肉类大幅度提高之后,肺结核的传染菜得到有效遏制。
我们现在可以确信,维生素B3对于人类的进化(尤其是大脑的进化)是如此重要,所以为了获得这些营养素,冒很高的风险是值得的。这个风险不论是从事危险的狩猎,还是“牧养”像结核杆菌这样高风险的共生菌。结核杆菌最初是以“为人类服务”的交换条件出现在人身上的,只是在失控的情况下,才演变为一种病原体。在今天,要想在全球范围内减少肺结核病,确保贫穷的人也能有充足的肉类消费或者维生素B3药品供应是当务之急。