购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.遗传影响:你的DNA 的影响

基因就像故事,而DNA是书写故事的语言。

——山姆·基恩《小提琴家的大拇指》

想象一下,有一场考试在你看第一个问题之前就给了你所有问题的答案,像这样拥有答案的考试在学校里会很有帮助。如今的基因检测已成为患者和医疗中心的新式小抄儿。将唾液收集进试管,或用棉拭子擦拭脸颊内侧后插入试剂盒,然后将试管与试剂盒邮寄回去,仅需99美元,你就可以获取从祖先那里遗传的患某些疾病的风险等信息。然而,并不是所有的测试都是适合你的,特别是当越来越多的生物技术公司从提供这些服务中获利时,因此选择合适的公司就非常重要。基因检测可以提供宝贵的信息,为你成功地迎接老年生活提供指导路线。

俗话说:不论做任何事情,事前有准备就可以成功。基因技术可以让你在疾病出现之前就采取预防措施,或者避免将有问题的基因遗传给你的孩子。它提供的信息比你在入院表上回答的关于你的家族史的问题更准确、更有帮助,尤其是对于那些无法接触到他们的亲生父母或家族史的被收养者来说。基因检测为你和你的医生提供了防治基因疾病的工具,必要时,还可以保护未来的自己免受心脏病、糖尿病、癌症和数百种其他病症的侵害。

在美国,每30秒就有一个人被诊断出患有癌症。在你读这一页的时候,又有两个人患上了癌症。目前,约有2 000万美国人正在与癌症作斗争,今年还将有120万人加入这场战斗。阻止癌症的发生和阻止癌症的发展是治疗癌症的最佳方法。

这就是为什么避免免疫被破坏、了解你的生理年龄和进行基因检测对于保持健康如此重要。到目前为止,现代医学主要是通过等待病症显现,然后尝试治疗它来治疗疾病。然而,这些治疗往往涉及反应强烈的、使身体虚弱的措施。通过深入研究你的基因编码,在出现健康问题之前主动管理自己的健康,你可以提前预防许多会破坏幸福生活的疾病。

在你的DNA里面

在我们深入研究基因检测之前,让我们回顾一些概念。你的DNA完全是独一无二的(除非你有一个同卵双胞胎),它包含了制造蛋白质和其他分子所需的所有指令,这些蛋白质和分子是你的组织正常发育、生长和发挥功能所必需的。

核苷酸,或者说脱氧核苷酸中的4种碱基 对DNA的“基本配方”进行编码。就像一页纸上的单词一样,这些字母的特定顺序决定了你的遗传密码,并告诉你的细胞该做什么。A代表腺嘌呤,C代表胞嘧啶,G代表鸟嘌呤,T代表胸腺嘧啶。你的身体将存储在DNA中的指令转换或翻译成RNA 信息,该信息告诉细胞产生一串氨基酸,从而形成蛋白质。字母的位置决定了蛋白质的行为,从而影响细胞的运作方式和器官的功能。把这个“基本配方”想象成用另一种语言编写的“食谱”,所有的信息都在这里,但需要翻译出来才能让细胞在正确的时间用正确的成分执行正确的步骤。

你的细胞每次读取DNA序列时,会读取3个字母序列(核苷酸碱基),这3个字母序列被称为密码子,每个字母序列对应蛋白质中的单个氨基酸分子。你DNA序列中的所有蛋白质编码区域都以序列ATG开头,就像一个开始符号。末尾的另一个3个字母序列的功能类似于句子末尾的停止符号或句号。当你把它们串在一起时,每个完整的句子就形成了一个基因。以“The sun is hot.”这句话为例,如果这句话代表一个基因,你的细胞会这样读:“THE SUN ISH OT.”前三个字母是开始符号,后三个字母是停止符号,中间的字母包含创建特定氨基酸的指令。

氨基酸拼字比赛

氨基酸是蛋白质的组成部分,你的身体通过氨基酸来生长、提供能量和进行修复。你的身体有20种不同的氨基酸,它们以不同的方式组合,形成不同的蛋白质。如果你的DNA受到损害,导致一个或多个核苷酸字母出现错误或缺失,则可能会出现严重问题。比如,desert(沙漠)和dessert(甜点)是两个完全不同的概念,但只有一个小小的字母的差别,你更想吃哪一个呢?

如果字母变了,你可能会遇到麻烦。短语“HES UNI SHO T--”与我们的例句仅相差一个字母,但由DNA损伤引起的错误可能会导致重大问题。想一想现实世界的例子,长时间暴露在阳光下、吸烟和接触有毒化学物质都会导致DNA被破坏和改变。当DNA序列中的字母出错时,就像计算机读取文件一样,你的身体无法正确读取数据,它就会出现故障。

在20世纪50年代初期,当科学家确定了DNA的双螺旋结构时,人们就清楚地了解核苷酸序列在细胞中编码遗传信息的方式。从那时起,后来的研究人员在理解DNA的工作原理方面取得了令人意想不到的进展。我们已经破译了许多生物体的全部基因组,甚至,包括人类基因组计划的目标——我们自己。

美国国家DNA日

美国国会将4月25日定为全美DNA日,以庆祝两项重大成就:1953年发现DNA双螺旋结构和2003年成功完成人类基因组计划。

基因检测

了解基因,即完整的DNA序列是如何工作的,将有助于你理解为什么基因检测是一种非常有价值的工具。当你父亲的精子细胞与母亲的卵细胞结合时,你的第一个细胞就形成了。这个细胞包含了你和你父母所有的基因蓝图,整个身体,从头发到脚趾甲,包括眼睛颜色以及你可能患某些疾病的潜在风险,如哮喘(通常与ORMDL3基因和GSDML基因相关,但并非总是如此)。

随着细胞不断分裂、繁殖,形成胎儿,蓝图的完整副本进入了所有新细胞,就像将计算机文件从一个文件夹复制到另一个文件夹一样。例如,你的肌肉细胞和肝细胞执行不同的任务,但它们仍然包含来自第一个细胞的相同蓝图。这些蓝图就是你的遗传基因,其中包含针对你先天性免疫系统的指令。

几十年来,医生一直在为婴儿检测遗传病。实际上,美国每个新生儿都必须接受约50种不同疾病的强制性基因检测,包括甲状腺功能减退症、苯丙酮尿症和镰状细胞病。这种“足跟血 ”检测使医生能够对每年检测呈阳性的3 000多名婴儿进行早期干预治疗 [1]

在成人中,基因检测使用血液、头发、皮肤、黏液或唾液样本。遗传学家检查样本中的细胞并分析你的蛋白质、基因、染色体(细胞中携带DNA的结构),甚至分析你的生物学年龄,从而确定你细胞的“真实”年龄。DNA中的突变和变异可以提示潜伏在你体内的疾病,如帕金森综合征、前列腺癌或乳腺癌。DNA甲基化年龄报告、蛋白质组年龄概况、炎症标志物、表型年龄等各种测试可以帮助你衡量身体生理的质量和能力,即你的身体机能。这些测试能让你快速了解身体深处正在发生或可能发生的问题。

生物学年龄

你的表观遗传年龄或生物学年龄是你的身体认为自己的年龄。DNA甲基化水平(附着在基因上的某些分子的数量)衡量你的生物学年龄。饮食、药物、环境化学物质、激素和压力等社会因素会对你的DNA产生负面影响。这些甲基化分子的积累可能会改变或干扰基因的功能。如果你的生物学年龄高于实际年龄,那么你患许多疾病的风险就会呈指数级增加。

无论特定基因突变的检测结果是阳性还是阴性,获得这些信息都有潜在的好处。一些常见的健康风险,如心脏病和中风,可以通过家族遗传。提前了解这些检测结果使你能够观察和应对风险因素。许多夫妇接受基因检测,以确保他们不会将遗传性疾病传给后代。这些预测性检测可以消除不确定性并帮助你做出明智的医疗保健决策。在某些情况下,阴性结果可以消除不必要的检查和筛查测试,而阳性结果可以为你指明适当的预防、监测和治疗方案。

有些人知道自己携带了一种疾病的基因,却没有有效的治疗方法。这时他们可能会感到焦虑、抑郁、内疚或愤怒,这是可以理解的。基因检测只能告诉你,你是否携带了这种基因,无法准确预测你是否会出现症状、疾病的严重程度或发病时间。

越早意识到健康问题越好,因为这样你就可以采取措施解决它。你和你的医生可以利用基因洞察常见的健康风险,制定个性化的健康计划,以控制各种疾病的发展。这些测试还可以帮助你了解自己已经对健康造成了多少损害(或者没有),并有可能为你提供一个扭转损害的计划。

遗传和你的免疫系统

与流行的观点相反,遗传并非永久性的。过度的紫外线照射、过量饮酒、吸入尼古丁等都会损坏你的DNA。任何损害你免疫系统的事物都会使你的身体更容易患上慢性病。这就像在砖墙上打洞一样,随着永久性受损的地方越多,最终,这堵墙会倒塌。

你的DNA和免疫系统交织在一起,一个影响另一个,反之亦然。暴露于威胁后,你的免疫系统会打开或关闭特定基因,以驱动你身体的整体反应。遗传因素也会影响几种类型的免疫细胞,包括单核细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞。你的基因在很大程度上决定了你身体的自我防御能力,但日常生活方式的选择也会改变你的基因。遗传因素对适应性免疫的影响大于先天性免疫,环境因素对先天性免疫的影响大于遗传。如果你有了孩子,这些与生俱来的特征就会遗传给下一代。

遗传为你的身体预设了防御机制,但是你选择的生活方式可能会改变预设机制。自1965年以来,美国政府要求在香烟上贴上警示标签,因为香烟中的尼古丁含量和其他致癌物质会导致冠状动脉疾病。你可能来自一个没有心脏病史且没有相关遗传标记的家庭,但是如果你每天都抽两包烟,你很可能会得心脏病。仅仅因为你体内没有这种疾病基因,并不意味着你选择的生活方式不会使你得这种疾病。

出于同样的原因,就像不良的饮食和锻炼方式会降低你的健康和免疫力一样,你也可以通过做出健康的选择来增强免疫系统,改变遗传给你的发病概率。把你的身体想象成一辆汽车,越让其经受极度磨损,它就会受到越多损坏。但是如果你给它加入高质量的汽油,进行预防性维护,定期保养它,它就会运行得越好,使用时间也越长。我的主旨是防止身体遭受不必要的磨损,这为你提供了增强免疫系统和逆转衰老影响的关键,从而使你更长寿、生活更美好。对于那些年龄超过100岁的人来说,平衡的生活并不是什么让人难以捉摸的秘密。

几乎所有的慢性病都是遗传特征和复杂的环境因素相互作用导致的,这意味着你吃什么、喝什么、是否吸烟、运动量等都会影响你患疾病的风险。你的基因和环境之间的相互作用是关键因素。

免疫反应

我们的身体视每一次感染、疾病或病症为潜在的致命威胁。攻击者可以直接从我们的基因中诱发自然反应,这些基因会打开或关闭,我们称这种反应为免疫反应。

炎症性衰老

当任何一种威胁(细菌、有毒物质、外伤)伤害你的组织时,你的身体就会“发炎”。当你的身体检测到你体内存在某些化学物质时,它会激活炎症反应。极端的温度,无论是高温还是低温,都会引起炎症反应。

超加工食品富含糖分、稳定剂、防腐剂、乳化剂和人造香料,这些化学物质与种子油、植物油和其他类型的糖混合会产生更多的炎症。深度加工食品包括商店购买的面包、包装饼干、蛋白质棒、素肉、人造鸡蛋和速冻晚餐。许多素食或植物性产品通常含有抗结块剂、人造色素、人造甜味剂、乳化剂、霉菌抑制剂和其他大量食用对健康有害的化学物质。如果你定期食用这些食物,你就会面临患上炎症性肠病(IBD)的风险。

当你经历任何形式的炎症时,无论出于何种原因,你的免疫系统都会开始行动。在某些情况下,炎症会导致DNA损伤,因为过多的防御细胞会听从身体的召唤并加入战斗。免疫系统的一个工作就是保护你的身体,因此当你遇到有问题的化学物质时,你的免疫系统会告诉你尽可能多地停止接触它们。这些症状是身体的一种警示信号。

如果你的免疫系统感觉受到攻击,就会派出过多的白细胞来保护你。它们会蜂拥而至,却发现无事可做,无处可去。有时候,它们会攻击你的器官或其他健康的组织和细胞,导致DNA损伤。这些无缘无故的攻击会使你的组织老化,降低你的整体健康水平,并可能引发自身免疫性疾病。研究人员将这种反应称为炎症性衰老(炎症+衰老)。食用超加工食品除了引起炎症和加速衰老,还会增加患癌症、心血管疾病、痴呆症、抑郁症、肾病、代谢综合征和2型糖尿病的风险。研究人员正在研究长期食用实验室制造的食物的影响。这种饮食引起的炎症会对全身产生影响。如果你每天都吃这种食物,那就成了一种习惯,这种坏习惯会对你的身体产生重大影响。

当你的细胞因为每天早上的甜甜圈、休息室里的薯片、晚餐做的纯素“肉”而面临持续的攻击时,炎症会使你的细胞衰老,这意味着它们会停止繁殖和生长。

细胞衰老会引发一系列负面的免疫反应,为癌症、骨关节炎和其他与衰老相关的疾病打开大门。最新研究表明,细胞衰老是一个不可逆转的过程,就像失控的汽车下坡一样,它会加快针对身体的感染或对疾病的影响速度,如导致严重急性呼吸综合征(SARS)的冠状病毒对我们的影响。

当你身体的炎症反应很严重时,你的免疫系统可能会变得不那么有恢复力,这可能会降低你对抵抗衰老影响的能力。在2019年新冠病毒疫情中,老年人,尤其是那些有既往疾病的老年人,出现失控的炎症反应(称为细胞因子风暴)的风险增加,其中许多人因此死亡。

端粒

端粒是染色体末端的小帽,可以非常准确地预测寿命 [2] 。它就像鞋带或束带末端的小塑料帽一样,有助于防止缠结、磨损或其他损伤。

当你出生时,你的端粒因为端粒酶 的存在保持长且健康的状态。在年轻健康的人体内,端粒酶不断恢复和延长端粒。但随着年龄的增长,每当端粒缩短时,生命的时钟就会滴答作响,因为它们决定了干细胞是否会被激活,以再生和修复受损或患病的组织。干细胞有助于维持器官的健康功能,因此会引发多米诺骨牌效应并加速衰老过程。以下是更多相关信息。

图1-5 端粒(染色体两端的重复核苷酸序列区域)

耶鲁大学博士后研究员伊丽莎白·布莱克本于1975年发现了端粒的重要性,并于2009年获得诺贝尔医学奖。她意识到端粒的缩短预示着疾病或衰老的到来。端粒越短,你的身体就越容易受到伤害,你的衰老速度也就越快。

这是该过程的工作原理:每当在细胞分裂过程中复制DNA时(每天发生约2万亿次),都会有一些核苷酸在这个过程中丢失,就像复印机会丢失页面上最后一行的文本一样。这些过程每天都在发生,因此为细胞提供营养非常重要,它们需要良好的燃料才能正常运作。由于无法复制染色体的末端,所以每次复制时DNA链都会变短。端粒是非编码序列,可防止保护链完全消失。它们重复包含相同的6个核苷酸。随着你一生中DNA的不断复制,这些重复序列会变得更短,以保护其余的DNA。一条人类DNA链的长度大约为30亿个碱基对,因此这个过程需要一段时间。

请想象一下将湿鞋带反复放入烘干机中。高温会使织物收缩,鞋带变短。高温还会使鞋带两端的金属变小,使它们更紧地附着在变短的鞋带上。

科学家认为,DNA的这种缩短会导致细胞老化,同时也会导致人类衰老。最终,细胞不能再复制,此时它们就会进入衰老状态。已经衰老的细胞要么累积损伤,要么死亡。就像你想象的那样,DNA损伤也会导致端粒缩短。因为DNA遭受太多损伤而无法修复以至于端粒瓦解或“脱帽”时,细胞凋亡也会发生。

端粒缩短

科学家正致力于发现端粒缩短与寿命之间的联系。强有力的研究表明,端粒缩短与癌症风险增加之间存在联系,尤其是膀胱癌、食道癌、胃癌、肺癌和肾癌,同时也与糖尿病、骨质疏松症和肺纤维化的患病风险增加有关。对于60到75岁之间的人来说,与长端粒的人相比,短端粒的人死于心血管疾病的风险至少高出3倍,死于传染病的风险是8倍多。端粒功能障碍也会导致细胞衰竭和器官功能受损。当端粒缩短时,细胞就会发生故障,器官开始衰竭,你的健康情况就会恶化。

端粒的缩短是自然老化过程中的一部分,但加速这种缩短会导致你的细胞更快地老化,从而加速各种疾病的发作。研究人员发现,慢性感染患者、慢性肝炎患者、慢性炎症性肠病患者和阿尔茨海默病患者的端粒均有缩短。端粒缩短会导致各种复杂的基因组的不稳定性,如异常重组、染色体丢失和异常易位。端粒缩短会产生多米诺骨牌效应:端粒变得越短,衰老过程加速得越快;衰老过程加速得越快,端粒就变得越短。

保护你的端粒

在医学中,知识永远是第一步。通过非处方药(OTC)测试和约翰斯·霍普金斯大学医学院等研究机构提供的测试,可以告诉你端粒的长度。关于非处方药版本的准确性存在一些争议,其价格约为100美元。但是,与约翰斯·霍普金斯大学医学研究机构联合开发的测试成本约为400美元,并使用了不同的测量方法

这些测试通过使用外周血细胞样本,将结果与同龄组人群的数据库进行比较来确定平均端粒长度。该数据为你提供了一个基准,用来判断你的端粒是比你的预期年龄的端粒更短还是更长。

在短期内,端粒长度会发生一些自然波动。研究人员并不确定这种变化的程度,也不确定其是否是由测量误差或影响日常行为和健康的因素引起。如果你确实要测量端粒长度,请考虑进行多次测试以建立可靠的基准。

如果你想延缓衰老过程,避免患上癌症等疾病,那么保护你的端粒是有意义的。它们出生时的长度和缩短的速度因人而异。虽然有些人的端粒异常短,并且会加速缩短,但正如你所预料的,生活方式和环境会对它们产生显著影响。因此,改变它们的能力已经掌握在你的手中。

本书的第三部分包含了一个更详细的计划,但这里有一些保护端粒的粗略的描述:

· 避免吸烟。

· 避免饮酒。

· 避免食用超加工食品。

· 避免食用加工过的种子油和植物油。

· 检查你的维生素水平,并补充所缺乏的维生素。

· 饮用富含矿物质的天然水。

· 吃营养丰富、富含纤维的食物。

· 保持活跃。

· 保持健康的体重。

· 冥想。

听起来很熟悉吗?你多年来经常听到这个建议,因为它确实很有效!

端粒处方

随着生活方式的改变,某些药物也可以延长端粒:

· 血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)

· 血管紧张素受体阻滞药(ARB)

· 阿司匹林生物同质性激素替代疗法

· 钙通道阻滞药

· 二甲双胍肾素抑制剂

· 血清醛固酮受体拮抗剂

然而,关于这个主题还需要更多的研究。

狮子、老虎、熊和蝴蝶都依靠本能来更好地捕猎、跑得更快或比它们的天敌更敏捷,以求生存。然而,我们人类可以通过智慧战胜大多数敌人,包括疾病。这就是为什么了解你的身体如何运作、哪些因素会增加损伤以及哪些行为可以维持你的健康是如此重要。应用知识也被称为智慧,这是你拥有的最强大的工具。即使你的遗传基因使你更容易患上某种特定疾病,科学也有工具可以帮助你测试、改变、减轻,甚至帮助你回避遗传此基因的命运。

衰老是不可避免的,你不可能永生。但正如我父亲所说,随着年龄的增长,生活的乐趣应该增加。

采取行动

· 如果你还没有进行过DNA测试,请检测你的DNA,了解你是否有某些疾病的遗传倾向。

· 你是否测试过你的表观遗传(生物学)年龄?

· 避免吸烟、饮酒和食用超加工食品,包括加工过的种子油和植物油。

· 避免不必要的紫外线照射。

· 检查你的维生素水平,并补充所缺乏的维生素。

· 喝天然、富含矿物质的水,吃营养丰富、富含纤维的全天然食品。

· 保持活跃,并保持健康的体重。

· 冥想。

如果你不能每天这样做,请尝试每周做一次。

[1] Genetic Alliance and District of Columbia Department of Health, Newborn Screening (Washington, DC: Genetic Alliance, 2010), 19—30, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK132148.

[2] Kurt Whittemore, Elsa Vera, Eva Martínez-Nevado, et al, “Telomere Shortening Rate Predicts Species Life Span,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 116, no.30 (July 23, 2019): 15122—27, https://doi.org/10.1073/ pnas.1902452116. vibGRdlukVD3wKMq0+9Os64URSoRDjlrDp8HyZjzHyXKVJYJWJw/g0YbS+VVqm3J

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×