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预防医学的最大课题:多因素致病与生命健康

【摘要】:第三类疾病或死亡原因,包括心脑血管病、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病,大多数癌症等,是由遗传因素和环境因素共同作用所造成的疾病,属于多因素致病。以冠心病为例,这种疾病在人群中的患病率较高,是典型的多因素致病。这些人的基因组中存在冠心病易感基因。因此,在医学上用“易患性”来表示某一个人患某种疾病的可能性。在一种疾病形成的过程中,遗传因素的贡献大小,叫作遗传度。因此,多因素致病是预防医学的最大课题。

第三类疾病或死亡原因,包括心脑血管病、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病,大多数癌症等,是由遗传因素和环境因素共同作用所造成的疾病,属于多因素致病。现在认为,我们所认识的绝大多数疾病都属于这一类,都是由遗传与环境两者相互作用所致。只是在不同的疾病中,两者所起的作用不同。

我们已经知道,单基因遗传病取决于致病基因,要么发病,要么不发病,完全由基因决定。而多因素致病则不然,这类疾病是否发病、发病的严重程度如何,与多个基因有关,同时又受环境因素的影响。因此,掌握多因素致病的发病规律比较困难,需要研究许多相关的基因,还要研究方方面面的环境因素。

首先,多因素致病与基因有关,这是肯定的。但是,对于个体来说,基因决定他对某种疾病的患病风险有多大,而不决定他是否真的患病。对于某一个体,由基因决定的对某种疾病的患病风险,叫作“易感性”。以冠心病为例,这种疾病在人群中的患病率较高,是典型的多因素致病。假设一个群体,他们的年龄、性别、文化程度、职业、经济收入相同,生活环境、生活习惯也相同,但是他们个体之间对冠心病的易感性却大不相同。有的人患病风险较高,有的人患病风险较低。那些患病风险较高的人往往存在阳性家族史,比如他们的父亲在55岁之前,或母亲在65岁之前确诊冠心病,这叫作“早发冠心病家族史”。这些人的基因组中存在冠心病易感基因。

易感基因并不是一个单独的致病基因,而是许多数目不详、各自作用都很微小的致病基因。这些致病基因没有显性和隐性之分;它们当中有的作用强度较大、有的作用强度较小;它们在不同个体身上出现的数目、种类以及组合都不相同,如果在一个人身上出现的数目较多、组合强度较大,会表现出累加效应,那么这个人的易感性较高。易感基因也可以遗传,但是其遗传特性不符合孟德尔遗传规律。

易感性并不单独决定是否患病,还要受环境因素的影响。一个易感性较高的人,如果环境因素控制好,他可以不患病;同样的,一个易感性较低的人,如果环境因素控制不好,也可能患病。因此,在医学上用“易患性”来表示某一个人患某种疾病的可能性。考察一个人对某种疾病的易患性,既要了解他的遗传基因,也要了解环境因素的影响。

一个典型的例子是“代谢综合征”。这不是一个单独的疾病,而是一组共同特征,包括肥胖、血脂异常(血清甘油三酯增高,高密度脂蛋白降低)、胰岛素抵抗或糖尿病、高血压等。患者尚且年轻就表现为上述特征,称为代谢综合征。这一组人群往往具有阳性家族史,发生心脑血管病、癌症等慢性疾病的风险很高。他们身上有一组易感基因,涉及能量代谢的许多环节,倾向于减少能量消耗、增加能量储备,因此被称为“节俭基因”。在生存环境艰难、食物短缺的情况下,这组人群并不表现出代谢综合征,相反,他们可以更好地适应环境,应对食物短缺;可是,在生存环境优越、食物供应丰富的情况下,他们身上的“节俭基因”仍然不遗余力地把过剩的能量转化为脂肪储存起来,于是就表现出肥胖、血脂异常、糖尿病、高血压等代谢综合征的特征。对于这一组人群,实行健康生活方式能有效抵消易感基因的不利影响。(www.chuimin.cn)

对于每一种疾病的发生,遗传因素和环境因素分别起多大作用?为了回答这个问题,需要引入一个术语“遗传度”。在一种疾病形成的过程中,遗传因素的贡献大小,叫作遗传度。如果一种疾病完全由遗传因素所决定,这种疾病的遗传度为100%;如果一种疾病完全由环境因素所决定,这种疾病的遗传度为0。现在让我们复习图3(第058页),中间的长方形代表多因素致病,对角虚线的上方代表遗传度。我们可以看到,分布在左侧的疾病,其遗传度较大;分布在右侧的疾病,其遗传度较小。当前,对人类健康和寿命影响最大的一些慢性病,如高血压病、糖尿病、心血管病、脑血管病、慢性阻塞性肺疾病、恶性肿瘤等,其遗传度大多分布在25%~75%。因此,对于大多数疾病的防治,都要从遗传基因和环境因素两个方面去研究。

我们当前还不能用基因检测的方法来研究遗传度。前文中介绍过,易感基因是许多数目不详、各自作用都很微小的基因,而且它们在每个人身上的组合是不同的。因此,我们只能用流行病学方法,通过调查同一种疾病在患者亲属中的患病率来研究遗传度。例如,考察冠心病在一个人群中的遗传度,要对这个人群中所有冠心病患者进行调查(如果人群庞大,可以抽样调查)。调查内容是冠心病在患者的一级、二级、三级亲属中的患病率,并与来自对照组(与病例组相匹配)的调查数据对比。不难理解,如果病例组的亲属中冠心病患病率很高,而对照组的亲属中冠心病患病率很低,这说明冠心病在这个人群中的遗传度是比较高的。

遗传度是群体统计概念,用于个体是没有意义的。例如我们可以考察冠心病在一个地区人群中的遗传度,但是不能去考察冠心病在某一个人身上的遗传度。另外,一种疾病在一个特定人群中的遗传度,也不能用于其他人群。比如说,冠心病在美国人群中的遗传度,不能在中国人群中套用。

对于一些遗传度较高的疾病,医生询问家族史,这对疾病的预防和诊断有重要帮助。例如一个看上去健康的40多岁男性,如果他的父亲在不到55岁时(或者母亲在不到65岁时)发生心肌梗死,那么他在未来10年里发生冠心病心肌梗死的概率,比没有阳性家族史的同龄人要高5倍。与此同时,如果他身上还存在不良的环境因素(吸烟、血脂异常、高血压、高血糖、缺少体力活动等),他未来10年患病概率将进一步升高。对于这个人,医生会特别认真地对他进行健康教育,为他制定预防冠心病的计划。有效纠正或控制他身上存在的环境不利因素,可以减轻遗传因素的实际作用,达到预防发病或者推迟发病的目的。

由遗传因素和环境因素共同作用所造成的疾病,包括恶性肿瘤、心脑血管病、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等,我们称之为慢性疾病。在和平时期,这些慢性病所造成的死亡占人群死亡构成比的80%以上。慢性病患者占所有病人的80%以上,同时也消耗医疗资源的80%以上。大多数慢性病是可以预防的,而慢性病的预防涉及遗传因素和环境因素,其复杂性不言而喻。因此,多因素致病是预防医学的最大课题。