阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第31章
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（通过
X光透视、核试验等方式），是癌发病率增大的原因之一。
诱发剂与致癌基因
各种致癌物质（化学品、辐射等）有何共同之处呢？一个合理
的想法是，所有的致癌物质都可以引起基因突变，而癌可能是身体
细胞突变的结果。1914年德国动物学家博韦里首先提出这种观
点。
果真如此的话，我们可以进一步设想：因为基因改变，因而不
再合成在控制细胞生长的过程中所需要的一种关键性的酶。当带
缺陷的细胞分裂时这种缺陷也会传下去。由于控制机制失灵，这
些细胞将不顾整个身体的需要，甚至不顾其所在组织的需要（如某
个器官细胞的特化作用）而无限地分裂下去。这个组织就会紊乱，
打个比方来说，就会在体内形成无政府状态。
高能辐射能够诱发突变已是确定无疑。化学致癌物质又如何
第十四章 微生物
第十四章 微生物
呢？化学品可以引起突变也已被证实，氮芥类就是一个明显的例
子。这类化合物，像第一次世界大战中使用的芥子气，能够使皮肤
产生类似
X射线照射后引起的灼伤及水泡，也能够损害皮肤细胞
的染色体而增加突变率。除芥子气外，还发现一些化合物能够造
成与高能辐射相似的结果。
可以引起基因突变的物质叫做诱发剂。诱发剂并非都会致
癌，致癌物质也不一定都是诱发剂。但是已经发现的既是致癌物
质又是诱发剂的化合物足以使人们怀疑，它们之间的关系绝不是
偶然的。
从
1960年起，科学家就开始比较瘤细胞与正常细胞，寻找
染色体中的非随意改变。当人鼠杂种细胞合成技术发明以后，
确实找到了这种改变，而且可以更准确地确定这种改变的位置。
这种杂种细胞中含人的染色体很少，假若怀疑其中有一个会引起
肿瘤的话，就可以将这个杂种细胞注入小白鼠体内看能否引起
肿瘤。
1978年，在
R。 A。 温伯格领导下，麻省理工学院的一组科学家
进一步实验，将癌变归咎于这种染色体的一个单基因。他们将这
种单基因移入小白鼠体内，成功地使小白鼠长了瘤。这些基因叫
做致癌基因。
科学家发现致癌基因与正常基因非常相似，实际上，在整条基
因链上可能只有一个氨基酸不同，因此，他们提出原致癌基因的设
想。原致癌基因是细胞中存在的正常基因，随着细胞分裂一代一
代地传下去，由于某些不同的影响，随时可能发生一些小的改变，
而成为活跃的致癌基因。也许有人会问：既然原致癌基因潜在的
危害如此之大，为何细胞还要拥有它呢？直到目前为止，我们还没
有找到答案，但是我们对这个问题至少已经有了新的研究和解决
的方向，而这本身就是一件了不起的事情。
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病毒学说
在探索致癌基因的同时，微生物可能与癌有关的观念远未消
失。由于病毒的发现，使巴斯德时代的病菌学说再度复活。
1903
年，法国细菌学家博雷尔提出：癌可能是一种病毒疾病。
1908年，
两位丹麦科学家埃勒曼和班证明：家禽的白血病的确是由一种病
毒引起的。然而当时人们不知道白血病就是一种癌，所以没有注
意这项实验结果。可是
1909年，美国医生
F。 P。劳斯将鸡的肿瘤
研碎过滤，再将澄清的滤液注射到其他鸡的身上，结果有些鸡长出
了肿瘤。过滤得越细，肿瘤长得越少。看来似乎可以肯定，滤液中
有某种颗粒可以诱发肿瘤，而这些颗粒的大小似乎与病毒的大小
相同。
肿瘤病毒有着一段曲折的经历。起初，被认为由病毒引起的
肿瘤后来证明都是良性的。例如，曾证明病毒可以引起像兔子乳
头瘤（类似于疣）一类的肿瘤。1936年，在缅因巴港著名的育鼠实
验室工作的比特纳发现了一件更为有趣的事情：同一实验室的斯
莱培育的小白鼠品系，有些似乎具有天生的抗癌能力，而另一些品
系似乎具有易患癌的倾向。有些品系的小白鼠很少长癌，而另一
些品系的小白鼠长大之后几乎必定得癌。比特纳试将二者新生的
幼鼠交换哺乳，发现“抗癌”品系的幼鼠接受“易患癌”品系母鼠的
哺乳后，大都患癌；与此相反，正如推测的那样，“易患癌”品系的幼
鼠接受“抗癌”品系母鼠的哺乳后却不长癌。比特纳的结论是，不
管癌发生的原因是什么，癌不是天生的，而是经由母乳传给的。他
把这种物质称为乳因子。
人们自然会怀疑比特纳所谓的乳因子就是病毒。哥伦比亚大
学的生物化学家
S。 格拉夫终于证明，乳因子是一种含有核酸的微
粒。后来又发现了造成数种小白鼠肿瘤及动物白血病的肿瘤病
第十四章 微生物
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毒，这些病毒都含有核酸。但直到目前为止，我们尚未找到任何与
人类癌症有关的病毒，对人类癌症的研究显然是非常有限的。
现在突变学说与病毒学说开始趋于一致，也许两种观念之间
的矛盾根本就不是矛盾。病毒和基因在结构上非常相似；有些病
毒侵入细胞后可以成为细胞常备设备的一部分，而且可以起致癌
基因的作用。
诚然，人的基因都含有
DNA，而肿瘤病毒似乎总是含有
RNA。长久以来人们理所当然地认为，信息总是从
DNA传给
RNA，因此很难想象肿瘤病毒怎么会起基因的作用。不过目前人
们已经知道，有时候
RNA可以促使产生带有
RNA式核苷酸的
DNA。因此，肿瘤病毒可能不是致癌基因，但可以合成致癌基因。
就此而言，病毒可能不是直接地进攻，病毒可能只是在促使原
致癌基因转变为致癌基因方面起着重要作用。直到
1966年，病毒
学说才被认为是一项值得颁发诺贝尔奖的成果。值得庆幸的是，
55年前获得这项发现的
F。 P。劳斯当时还活着，并领取了
1966年
诺贝尔医学与生理学奖。（劳斯
1970年去世，享年
90岁，在快要
去世之前还积极从事研究。）
可能的治疗
新陈代谢机制究竟出了什么毛病而使细胞无限制地生长呢？
这个问题尚未得到答案。有些激素，特别是性激素是人们怀疑的
重点之一。
首先，人们知道，性激素能刺激身体的某一部分（如青春期女
子的乳房），使之快速生长；再者，性器官组织（如女性的乳房、子宫
颈、卵巢和男性的辜丸和前列腺）特别容易患癌。而最有力的是化
学上的证据，1933年，德国生物化学家维兰德（因研究胆酸而获得
1927年诺贝尔化学奖）设法将一种胆酸转变成一种叫做甲基胆蒽
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的复杂的碳氢化合物（一种很强的致癌物质）。现在已经知道甲基
胆蒽（同胆酸一样）具有类固醇的四环结构，而所有性激素恰巧都
是类固醇。畸形的性激素分子会不会起致癌物质的作用呢？或
者，打个比方说，细胞中反常的基因会不会将正常形成的激素误认
为致癌物质而刺激细胞不受制约地生长呢？人们都可以猜想，这
些猜想是很有趣的。
令人奇怪的是，改变性激素的供应有时可以阻止癌的生长。
例如，对患有前列腺癌的男子使用具有中和作用的雌性激素或切
去其生殖腺，病情就会缓和下来。作为一种治疗方法，这不值得大
惊小怪，因为这是对癌被迫采取的一种不得已的措施。
到目前为止，治疗癌的主要方法仍然是手术，而且手术的局限
性仍然同以前一样：有时癌块切下来了病人也死了，手术刀往往漏
掉癌组织的碎片（因为紊乱的癌组织具有易碎的倾向），随后这些
碎片被血液带到身体的其他部分，并在那里扎根生长。
利用高能辐射杀死癌组织的方法也有很多缺点。除传统的
X
射线和镭外，感生放射性又增添了新的武器，其中之一是钴…60，它
能产生高能
γ射线，并且比使用镭便宜得多；另一个解决办法是放
射性碘，它集中于甲状腺，因此可以治疗甲状腺癌。但是人体对辐
射的忍受是有限度的，辐射阻止的癌反而不如它引起的其他癌多，
这种危险一直存在着。
最近
10年来，各方面知识不断累积，使人们找出一些更温和、
更精密、更有效的方法的希望大为增加。
例如，假若病毒以某种方式参与癌的发生的话，那么任何可以
抑制病毒作用的物质就应该减少癌的发病率或阻止已发生的癌生
长。在这类物质中，可能性最大的是干扰素。现在纯干扰素可以
大量得到，而且已经在癌病患者身上试用。到目前为止没有明显
地成功，原因可能是这种方法正处于试验阶段；试用的病人患病已
第十四章 微生物
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久，也可能是无药可治了；当然，也可能是使用这种方法的窍门尚
未找到。
另一种方法是这样的：致癌基因与正常基因的差别如此小，人
们似乎有理由认为致癌基因时常发生，而且癌细胞的产生比人们
所想象的要平常得多。这种细胞在某些方面必定会与正常细胞不
同，大概人体免疫系统可以及早辨认出它进而将它消灭。如此说
来，癌的产生不是表示癌细胞已经形成，而是表示已形成的癌细胞
未被消灭。癌或许是免疫系统失灵造成的，这种情况在某种程度
上与自身免疫病的情形相反，自身免疫病是免疫系统工作效率太
高造成的。
癌的预防与治疗可能有赖于我们对免疫系统工作方式的了
解。或者，在做到这一点之前，我们或许可以使用能够区别正常细
胞与癌细胞的化合物来帮助人体达到抗癌的目的。
例如，有些植物会产生某些物质，这些物质会与某些糖类反
应，正如抗体与蛋白质反应一样。（至于植物产生这些可以识别糖
的物质的目的尚未查明。）
包围着细胞的细胞膜是由多种蛋白质与脂质构成的，但是这
些蛋白质往往将某些相当复杂的糖分子合并到自己的结构中去。
正因为细胞膜里糖的性质不同，所以在某些条件下可以使某些血
型的血球发生凝集现象；在另一些条件下，可以使另一些血型的血
球发生凝集现象，利用这个特性可以将血液区分为几种不同的血
型。
美国生物化学家博伊德想知道是否有能够区别血型的植物物
质。1954年，他首先以利马豆（大白豆）为实验材料，使他惊奇的
是，他在大白豆中找到了这种物质。他将这种物质命名为外源凝
集素（源自拉丁文“选择”）。
如果外源凝集素能够根据表面化学的细微差别在一种或另一
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种红血球之间进行选择的话，那么可能会发现某些外源凝集素能
够区别肿瘤细胞与其原有的正常细胞，因为这些外源凝集素凝集
肿瘤细胞而不凝集正常细胞。因此，这些外源凝集素可能会使肿
瘤细胞失去作用，从而减低或阻止癌的生长。一些初步的研究已
取得令人乐观的成果。
总之，我们对致癌基因及其产生的方式了解得越多，则学会预
防致癌基因产生或促使其消灭的方法的可能性也就越大。
可是，在此期间，对癌的恐惧以及明显的医治无望，经常使人
们想试用一些假科学的药物。将要淹死的人想捞稻草救命，这是
无可指责的，但是迄今为止，这些药物从未有过效验，而且有时还
妨碍病人寻求更有希望的疗法。
（高秀英 译）
第十五章 人 体
第十五章 人 体
第十五章 人 体
食 物
或许医学科学的第一个重大进展，就是医生们认识到健康需
要简单而平衡的饮食。希腊哲学家劝告饮食要适度，不仅出于哲
学上的理由，而且因为凡是这样做的人都生活得更舒适，寿命也更
长。这是一个良好的开端，但生物学家们终于认识到，单靠饮食适
度是不够的。即使一个人生活富裕，不会挨饿，而且能够适度节
制，不暴食暴饮，但如果碰巧在他的饮食中缺少某些必要的成分，
他仍会不健康。对于世界上一些地区的许多人来说，正是这种情
况。
人体在饮食的需要上是非常特殊的。植物只靠二氧化碳、水
和某些无机离子就可以生存。有些微生物不需要任何有机食物同
样也能存活，因此人们称它们为自养生物，就是说它们能够在没有
其他生物的环境中生长。面包霉菌（脉孢菌）就开始有点复杂了，
除了无机物质外，还必须要有糖和一种叫做生物素的维生素。而
且生命形态变得越复杂，似乎越要依赖它们的饮食为建造活组织
提供所必需的有机构件，原因就是它们失去了原始生物所具有的
一些酶。绿色植物可以提供全套的酶，把无机原料制造成全部必
需的氨基酸、蛋白质、脂肪和碳水化合物。脉孢菌拥有除制造糖和
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生物素所需要的几种酶以外的所有的酶。人体中缺少制造多种氨
基酸、维生素和各种其他必要物质所需要的酶，因此必须从食物中
摄取现成的。
这看起来似乎是一种退化——越来越依赖于环境使生物处于
一种不利的地位。其实并非如此。如果环境能够提供构件的话，
细胞何必还携带着制造这些构件所需要的复杂的酶机器呢？去掉
这种机器，细胞就可以把它的能量和空间用于更精细和更特殊的
目的。
人（或其他动物）要得到他们所需要的食物，就必须依赖摄取
其他生物。食物正是由这些生物的有机成分构成的。在食者的肠
内，食物里的小分子可以被直接吸收；淀粉、蛋白质等大分子通过
酶的作用被分解（即被消化）成碎片（氨基酸、葡萄糖等）再被吸收。
在食者的体内，这些碎片被进一步分解以产生能量，或重新合成食
者而不是食物所特有的大分子。在某种意义上，动物的生命过程
就是一种不停的强行掠取。
有些动物是食肉动物，它们只吃其他动物。如果所有的动物
都是食肉动物，动物的生命就不会维持长久，因为食物的能量和组
织成分转换给食者的效率非常低。根据实际的经验，要维持食者
1公斤的体重需要消耗
10公斤的食物。
有些动物是食草动物，它们吃草。植物比动物普遍得多，因此
食草动物的总量远远大于食肉动物，能够很好地维持食肉动物的
生存。（有些动物，如人、熊和猪等，是杂食动物，它们既吃植物也
吃动物。）
把植物的能量和组织成分转换给吃植物的动物，效率也是非
常低的，因此，如果植物自我更新的速度赶不上它们被食用的速
度，生命很快就会荡然无存。植物是利用太阳能在光合作用过程
中进行自我更新的（见第十二章）。通过这种途径，植物可以依靠
第十五章 人 体
第十五章 人 体
无机物生存，而且实际上使所有的生命维持下去。在植物存在以
来的整个时期，一直是这样进行的。
的确，光合作用比动物消化食物的过程效率还要低。据估计，
所有到达地球的太阳能被植物截获并转换成组织的不到
1/1 000，
但是这仍然足以使全世界每年生产
1 500亿～2 000亿吨干的有
机物。当然，只要太阳基本上维持目前的状况，这一过程在地球上
就只能以目前的形式持续下去，这将是
