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在當代，有關遺傳性疾病的研究已形成了生化遺傳學和醫學遺傳學等重要分支學科。在日常生活中，有關遺傳性疾病的預防和治療，也逐漸成了人們談論的話題。可是在本世紀初，當加羅德（A．E．Garrod，1858－1936）向科學界報告他的有前遺傳性疾病的奠基性研究成果之後，並沒有引起什麼反響。人類醫學史上的這一偉大篇章，就這樣被擱置下來，無人問津達三十年之久。加羅德的發現為什麼會如此長期蒙難呢？自從30年代以來，這一直是許多遺傳學家和科學史家熱衷研究的課題。 首次揭示代謝病和基因關係之謎 加羅德是位英國醫生。在臨床工作中，他先後遇到了與代謝有關的四種疾病：黑尿症、白化病、胱氨酸尿症和戊糖尿症。為了解釋這類疾病的病因，1902年他提出了「先天性代謝紊亂」這一概念。他十分敏銳地認為，這類疾病都是由某種□的缺乏所引起的代謝障礙，因此可統稱之為「代謝病」。 加羅德著重研究了罕見的黑尿症。他發現，該病的顯著特點之一是患者排出的尿中含有大量的尿黑酸，尿黑酸日排出量達好幾克。這種物質在正常人的尿中並不存在。黑尿症患者的尿色存在著明顯的異常，剛排出時尿色正常，放置後迅速轉為黑色。鑒於這一特點，該病在嬰兒時期就能夠發現，因為在尿布上會留有特殊的顏色。黑尿症患者一般十分健康，只是在年老時特別容易患一種稱為褐黃病的關節炎。 通過臨床試驗，加羅德還發現，黑尿症患者排出尿黑酸的量會隨著食用蛋白質的量的增加而增加。這是由於蛋白質中有苯丙氨酸和酪氨酸存在之故。這兩種氨基酸在單獨使用時也會增加尿黑酸的排出量。尿黑酸的排泄也會由於攝食苯丙氨酸和酷氨酸的某些衍生物而增加。這些衍生物似乎可以看作是分解代謝的中間產物。 根據這些代謝實驗結果，加羅德推斷，尿黑酸雖然從未在組織中檢出過，但它全身是苯丙氨酸和酪氨酸分解代謝的一種正常的中間產物；黑尿症患者的主要缺陷是由於缺少一種必需的□（尿黑酸氧化□），從而阻斷了尿黑酸的降解。他還認為，在正常人中存在的尿黑酸至多也只是微量的，因為實際上它既很快形成也很快降解之故；而在黑尿症病人中，尿黑酸不能進一步降解，往往在尿黑酸代謝的主要場所——肝細胞中積聚起來，並滲入循環系統，然後大量地排入尿中。 在此基礎上，加羅德又將問題向前推進了一步。他向自己提出了這樣一個基本的問題：引起這種阻斷髮生的東西是什麼呢？為了找出這一問題的真正答案，他開始調查黑尿症患者的家族史。結果發現，黑尿症患者的家系分佈也是非常奇特的。雖然黑尿症極為罕見，但往往可在家系中一個以上的成員中發現。往往二個或幾個兄弟姐妹同時患病。而他們的雙親和孩子以及其他親屬卻是十分正常的。還有黑尿症病人的雙親往往是有血緣關係的，常是第一堂或第二堂表兄妹，由於家系如此特殊，加羅德沒有什麼猶豫，就肯定了這種病症具有一種先天的或遺傳的基礎。他具體請教了遺傳學家貝特森。貝特森告訴他，這種情況根據當時重新發現的孟德爾定律，就可以很容易地作出解釋。如果黑尿症是由一個罕見的孟德爾因子（即基因）所決定，那末，預期這些家系就會出現上述情況。可以假定這些患病個體是這個異常因子的純合體。於是，加羅德得出結論認為，黑尿症不是由病菌引起的，也不是因某種一般機能失調偶然造成的，而是由一地存在著雙份異常的孟德爾因子，導致某一種□先天性缺乏才引起的。孟德爾遺傳因子可能以某種方式影響人體中生化途徑的特定的化學產物。到這時候為止，基因控制□的關係，基因和某些病症的關係，便被完整地揭示了出來。 科學界的反響：無人問津 1908年，在倫敦皇家學會的主持下，加羅德發表了題為《先天性的代謝差錯》的演講，向科學界報告了他的研究成果。他提出，黑尿症患者是一種隱性基因的純合體；這個基因的攜帶者不能進行由某種□催化的代謝反應，該障礙進而引起在正常情況下理應被這一代謝反應所皮壞的物質的累積和排泄。他使用「先天的代謝缺陷」、「先天的代謝障礙」、「先天的代謝差錯」等概念，闡明瞭由基因控制的□反應的遺傳性失效。 同年，加羅德的演講在The Lancet（柳葉刀）雜誌第一卷的1－7頁，73－79頁，142－148頁，214－220頁上連續發表。次年，加羅德的演講由牛津大學出版社出版了單行本。 之後，加羅德仍在繼續從事上述研究。到1914年，加羅德宣佈，他已經從一位同事的試驗結果中找到了代謝紊亂和基因關係的證據。他這位同事做的測量表明，在正常的血液中能夠分離出一種具有氧化尿黑酸能力的□，而在病個的血液中沒有發現這種□。 加羅德所做的這些研究，儘管在科學史上第一次明確地揭示了某些疾病和基因之間的關係，開闢了一個新的認識領域，提供了把正常人和遺傳性異常病人的生物化學加以比較的研究方法，但並沒有引起科學界的重視。加羅德的發現，如同孟德爾的發現一樣，遭到了科學界的冷落。這樣，「以致直到30年代，重新發現他的學說為止，它對遺傳學的概念很少有什麼影響」。 無人問津之因 加羅德的研究成果為什麼無人問津？自從30年代中期以來，這個問題引起了許多遺傳學家和科學史家的深思和探索。例如美國科學史家艾倫提出：「為什麼沒有人撿起加羅德的擔子，這是值得更好地進行研究的一個困難的歷史問題」。 的確是這樣。加羅德的想法並非牽強到了可以輕易放棄地地步；許多其他研究者也已經產生了類似的假說；他擁有他所研究的四種代謝疾病的每個證據。既然如下，那麼加羅德的研究為什麼被冷落了三十多年呢？ 首先是因為人們對治療和預防遺傳性疾病還認識不足，還不需要這方面的知識。 科學研究對社會實踐有著極為密切的依賴關係。恩格斯指出：「經濟上的需要曾經是，而且愈來愈是對自然界的認識進展的主要動力」。又說：「社會一旦有技術上的需要，則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進」。就人類醫療保健事業的實踐來看，直到本世紀30年代，甚至40年代，對人類健康威脅最大的仍然是天花、霍亂、肺炎、肺結核、流感等傳染病，以及營養不良、寄生蟲等疾病。醫學研究的重點是如何預防和有效地治療這些疾病。科學界的注意力也是集中在這些方面。正因為如此，從1901年到1945年，獲得諾貝爾醫學獎的，都是有關治療傳染病、營養不良病和寄生蟲病等方面的研究成果。而就加羅德當時所研究的遺傳性疾病而言，它們給人類造成的威脅，相對說來還不突出。特別是他臨床上發現的四種疾病，有的一般並不影響人體健康，有的則較少影響人體健康。這樣，從臨床角度看，當然不會引起更多的醫生去研究這類疾病。 其次，從人類認識發展的邏輯過程看，是因為加羅德的研究超越了時代，是一種超時代發現。恰如斯坦特指出的那樣：「加羅德的見解和孟德爾的一樣，似乎遠遠超出了他們的時代」。 人類的認識發展，有其內在的、邏輯的歷史進程。就學科的形成和發展來講，只有當各個獨立學科得到相對的發展之後，才能在兩個學科之間鋪設新的橋樑，從而在兩個學科的結合部產生出新的學科分支。就加羅德對遺傳性疾病的研究來說，他是在做著把醫學研究和人類遺傳學的研究結合起來的工作。而當時的遺傳學，作為一門學科，尚處在形成之中。1900年，孟德爾的經典論文才被重新發現。1902年，貝特森才把孟德爾開闢的研究領域稱為遺傳學。1904年，薩頓才發現孟德爾因子和染色體之間的聯繫。1909年，約翰遜才將孟德爾因子稱為基因。在這種情況下，加羅德就實際上是在把孟德爾定律應用於人類遺傳學和醫學，顯然是走在了時代的前面。 當然，就科學界對基因和代謝之間的關係的認識這一點來說，在1909年，並非只有加羅德一人認識到了。其他科學家，如O．裡德爾（Oscar Riddle）也曾認識到這一點。然而作為一種超時代發現，加羅德的研究只能引起少數人的共鳴，在少數人那裡找到知音。正如A．H．米哈依諾夫等人指出的那樣，「『超進代』的發現是由個別人完成的，並且是供個別人利用而不是供社會利用的」。因此，儘管加羅德作過演講，在刊物上發表過文章，甚至出版過單行本，但科學界對於他所提供的這些科學信息並不能接受，頗有點「泥牛入海無消息」的窘況。通過信道傳遞的每一信息並非對每個人都有價值；對他們有價值的，只是他們實際上領會了的那一部分。 最後，加羅德的研究所以無人問津，也和他使用的研究材料以及當時的實驗水平有關。 加羅德是以人作為研究材料的。這樣，就造成了如艾倫所說的那種結果：「或許正是因為加羅德以人體實驗材料（實驗證據難以得到）研究疾病而降低了他的影響。看來當時沒有別的合適的有機體能夠有效地用於對代謝的基因障礙進行更廣泛、更嚴密的研究」。 再者，由於當時的實驗水平較低，加羅德認為已有實驗證據的結論，別人無法進行重複。例如上面提到的1914年他說的已經找到的證據，當時就沒能被其他更多的人證實；只是到了1958年，人們才清楚地測定出，在一個患者體內，至少在肝組織裡，尿黑酸氧化□是完全缺乏的。 總之，由於這些社會的、認識論的和科學本身的等諸方面的綜合作用，致使加羅德的研究成果遭到了三十多年的冷遇。 然而，只要是真理，遲早總要為大多數人所認識和接受；而真理的發現者，也總要隨之受到人們的高度評價和尊敬，他們所開闢的新的科學領域，終要吸引更多的人們去獻身。自從30年代中期重新發現加羅德的論文以來，新發現的遺傳疾病的種類與日俱增，估計在3000種以上。與此同時，由於傳染病已經基本消滅或受到控制，以及營養不良或其它環境條件引起的疾病的相對和絕對減少，遺傳性疾病的發病率和死亡率顯得突出起來。在這種情況下，醫務工作者和生物學工作者對遺傳疾病問題變得十分關心和重視，研究成果如雨後春筍。加羅德當年開創的研究方法，已成為後來者的精神武器。加羅德當年開闢的道路，在後來者的努力下，正在被加寬、被延伸。 ------------------ 亦凡公益圖書館掃校 |
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