文/祁學斌、崔超英  攝影/金海

       所有這些研究的終極目標，是要破解高原適應這個生物科學的奧秘，利用科學技術來緩解或戰勝高原缺氧對當地居民健康帶來的威脅。同時，也可以為平原居民到青藏高原旅遊或工作提供健康諮詢或預警。

 

       青藏高原地處亞洲大陸腹地中緯度地帶，平均海拔高度為4000多米，被譽為“世界屋脊”。這裡氣候嚴酷，常年低溫乾燥、氧分壓低，對人類的生存造成了巨大的挑
戰。因為海拔4000米的氧分壓只有海平面的60%，即生活在海拔4000米的高原居民只能獲得相當於海平面60%的氧氣。但是據考古學和遺傳學證據推測，現代藏族居民的祖先大約3萬多年前就開始涉足青藏高原地區，大約1萬多年前成功定居在整個青藏高原地區。另外，世界上的其它地區也有世居高海拔地區的人群，比如南美洲的安第斯山生活的印第安蓋丘亞族人以及東非高原上生活的衣索比亞人。

 

       由於長期生活在高寒缺氧的環境中，與平原地區的居民相比，高原居民的生理機能發生了相應的適應性改變，如肺通氣量大、肺壁薄、血液中血紅蛋白濃度更低、血液氧運輸能力和氧交換能力更強、肺動脈壓低等。這種為了適應高原缺氧環境而在生理機能上發生的適應性改變學者們稱之為高原適應。

       儘管高原居民總體上比平原居民對原高缺氧環境具有更好的適應性，但生活在不同地區的高
原居民對高原缺氧環境的生理機能和適應性還是有所不同的。例如對比安第斯高山居民和青藏高原藏族居民對高原缺氧的適應特徵, 發現藏族居民在生理結構上比安第斯高山居民更能適應高原缺氧環境。由於生活在不同地理區域的人群來自于不同的祖先群體，並且經過了長期的遺傳隔離，因此這些人群對高原缺氧環境的生理差異可能是來自於不同種族之間的遺傳差異造成的，也可能是由於其在高原定居的時間不同而產生的適應性差異。

       其實從進化的角度講，人類一直都在進化，只是要看這種適應性進化的驅動力是什麼，即哪些因素驅使我們的生理機能發生適應性的改變，最終達到適者生存的目的。

       高原適應自然選擇的驅動力是缺氧。但是高原適應究竟是如何發生的，其背後暗藏的玄機是什麼，究竟有哪些遺傳因素決定了這種能適應高寒低氧環境的生理性狀？這些是學者們正在努力研究的。
       

      由於高原適應是一種非常複雜的生物學適應過程，與生存和生殖相關的各種生理機能都參與其中，因此不可能是某個單個的基因的變化就能實現的。如果把這種生物體與高原缺氧的適應過程比喻成一場戰爭的話，這場戰爭不是某個基因單兵作戰的結果，而是多個基因或基因網路組成的集團精密配合、協同作戰的結果。因此只靠經典遺傳學手段是很難破解“高原適應”之迷的。

       2010年可以說是科學家們對高原適應的遺傳學機制研究的“開局”之年，也是“豐收”之年，至少有六七個國內外的實驗室在從事人群對高原適應的研究。西藏大學醫學院高原醫學研究中心崔超英教授的實驗室是我國高原生理與醫學研究的重要基地，該中心通過近幾年與中國科學院昆明動物研究所宿兵教授實驗室以及復旦大學金力教授實驗室的緊密合作，在藏族高原適應的研究中取得了階段性的成果。

       據崔超英教授介紹，另一種與經典遺傳學相反的方法目前正在被廣泛地應用，即通過基因的變化去發現這些基因控制的生物性狀，進而理清這些生物性狀發揮的生物學功能，通常稱之為反向遺傳學，主要是通過測定藏族和漢族人群基因序列上的變異來比較藏族和漢族人群遺傳學差異。目前已成功篩選出了一大批與高原適應相關的候選基因，這些基因絕大多數是首次被發現可能與人群對高原缺氧環境的適應性有關。

       所有這些研究的終極目標是要破解高原適應這個生物科學的奧秘，利用科學技術來緩解或戰勝高原缺氧對當地居民健康帶來的威脅。同時篩選出可用于臨床診斷高原病的遺傳學標記。如果最終篩選出一種或幾種這樣的遺傳學標記，就可以為平原居民到青藏高原旅遊或工作提供健康諮詢或預警。例如平原居民通過醫學檢測發現攜帶有這類基因突變，說明其到高原地區後可能會發生高原病。有了這種健康預警，到高原地區短期旅遊的平原居民可以建議其提前採取預防措施；打算到高原地區長期工作的平原居民，建議其取消到高原地區長期生活的安排等等。

      其實，高原適應是人類歷史長河中對極端環境適應的一個奇跡，破解高原適應的奧秘對科學家來說也是一項具有誘惑力的挑戰。