芜湖规划图:生命解码

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在子宫里的9个月可以决定你的一辈子?这短短的时间如何塑造我们的一生?
南方报业新闻 时间: 2011年01月30日 来源: 南方都市报
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我们为什么是我们,为什么有的人天生就倾向于激动、肥胖、哮喘?为什么有些人患上心脏病、糖尿病和高血压的几率比其他人高?对于这些问题,传统的答案有一长串:我们之所以是我们是由基因决定的,是受孕时我们继承的遗传物质决定的。我们之所以是我们是童年时的经历决定的,尤其是3岁之前我们被怎样对待。我们的健康状况是由我们的生活方式决定的,尤其是成年之后,取决于我们吃多少,运动多少。
可是还有一个非常重要的影响因素被忽略了,那就是我们在胚胎时期的生命状态。在子宫里你接受的营养物质、污染物质、药物和你面对的风险,怀孕的时候母亲的健康状况,心理压力和总体精神状态,所有这些对于我们出生后的婴幼儿期都产生影响,有些影响甚至是终生的。
这就涉及到“胚胎起源学”的论点,支持这种学说的科学家认为,在子宫里的9个月是人生命中最重要的阶段,将终生影响大脑发育,以及心脏、肝脏、胰脏等关键器官的运作,在子宫中的发育条件还会影响我们对某些疾病的敏感性,我们的口味、新陈代谢速度、智力和脾气。最近10年,有关“胚胎起源学”的科学研究成爆发状增长,很多文献提到癌症、心血管疾病、过敏、哮喘、高血压、糖尿病、肥胖和一些精神疾病均和胚胎发育期有关,甚至连关节炎、骨质疏松、认知力减退等老年性疾病也和生命的最初9个月有关系。
这些观念让怀孕的母亲做出很多可笑的事情,例如对着肚皮播放莫扎特音乐等,其实胚胎期对于个体的塑造和影响是内部的,也更复杂,涉及到孕妇每天接触的东西:她呼吸的空气、吃喝的东西、周边的化学制剂以及心情,所有这些都对胎儿形成某种程度的影响,最终构成婴儿血肉的一部分。母亲对胎儿传递的这些信息是胎儿了解外部世界的明信片,胎儿在子宫里吸收的信息不可能是莫扎特的《魔笛》,而是关乎一些基础生存问题的答案:她即将面对的世界是否充满恐惧?她是否安全,是否被保护?她是否面对持续的威胁和危险?她的一生将是长而充实,还是短暂而不安?
相关研究对于人的特质是如何形成并发展提出崭新观念,也将9个月的怀孕期推到科研的最前沿,改变了很多生物学家的传统观念。美国国家健康研究所最近展开一项为期几十年的相关研究;诺贝尔经济学奖获得者阿马蒂亚·森也曾在合作论文中写道:“可怕的胚胎经历为成年后的疾病和痛苦撒下种子。”他认为在怀孕期间适当介入对于提高公共健康水平很有意义,能在出生前就控制一些疾病和肥胖问题。
20年前,一个名叫大卫·巴克的医生注意到地图上存在一种怪异的联系,在英格兰和威尔士,最贫穷的地区也是心脏病发病率最高的地区。当时心脏病被认为是一种“富贵病”,是因为饮食过量,不用干体力活造成的,那为什么会有这样的联系呢?他决定展开调查。在比较15000名成年人的健康状况和他们的出生体重数据后,他在心脏病和出生体重之前找到联系:出生体重轻多半意味着胚胎期营养不良,也容易在中年后发生心脏病。巴克认为,在胚胎期营养不良的情况下,胎儿自动将有限的营养供给最重要的器官——大脑,而其他器官被忽视了,胚胎期的“欠债”造成几十年后一个病弱的心脏。
当巴克将研究发现和同事们分享时,却受到奚落,如今72岁的他说:“当时心脏病被认为是先天遗传信息和后天生活方式控制的,和在子宫中的经历完全无关。”尽管之后巴克收集的很多证据表明了出生体重过轻和成年患心脏病的联系,他的发现仍被称为“巴克假想”。随着时间推移,“巴克假想”获得的支持证据越来越多,后来一个名叫詹尼特·里查·爱德华兹的医生针对猜想展开反驳性研究。詹尼特是波士顿布理格汉姆妇女医院的流行病学家,她研究了“护士健康研究”的结果。“护士健康研究”是一项科研活动,人们对12万名注册护士进行长期跟踪研究,记录护士们的基础健康信息,包括成年后的生活方式、社会和经济状况。詹尼特研究发现,出生时体重较轻和成年后易患心脏病的联系非常紧密。之后几年同样的研究又进行了不下20次,结果都是一样的,这种联系可以说是公共健康领域重复率最高的研究结果。
今天所有怀孕的女性都会听说这样的观点:怀孕期间母亲做什么对胎儿会有很多影响。于是她们谨慎遵从医生的教导,对于报纸杂志上的建议也不敢忽视,她们不敢吃这个,不敢吃那个,不敢抽烟、喝酒,随时保持警觉但是又不能紧张。怀孕期的9个半月对于很多妈妈来说是颇不愉快的经历,很多娱乐享受被剥夺了,还经常有罪恶感。有关“胚胎起源”的研究很可能进一步加重孕妇的忧虑,但是研究也带来很多正面信息,更多的时候,胎儿在子宫里的经历给之后的人生带来积极影响。
一个例子就是体重控制。美国人一天比一天更胖,而体重的积累是从很小的时候就开始的。有没有这种可能——人在子宫里的经历就相当于编好了以后的肥胖程序?由哈佛医学院的研究学者进行的两项研究显示,答案很有可能是肯定的。其中一项研究结果是,怀孕期间母亲体重增长过快,其孩子3岁前变成肥胖儿童的几率会更高;第二项研究结果显示,两者之间的关系很多时候延续到孩子的青春期,也就是怀孕期间体重增长过快的母亲,其孩子在青春期后变成胖子的几率也更高。当然,孩子和母亲的饮食习惯几乎是完全一样的,而且孩子从母亲那里获得相当的遗传物质,怎么能证明肥胖不是生活方式和基因决定的,而和在子宫的9个月有关呢?为了证明这一点,研究者们找出超重母亲生的孩子,把他们与母亲减肥后生的弟弟妹妹作比较。减肥后生的孩子继承的是同样的基因,而根据观察记录,他们的吃喝习惯也跟前面的孩子一样,唯一不同的是在子宫内孕育时的环境。研究报告发布在2006年的一期《儿科月刊》上,说明母亲减肥后生的孩子,超重的几率比他们的哥哥姐姐要低52%,当然哥哥姐姐是在母亲还没有减肥、体重超重时怀孕生的。2009年,针对同一组观察对象的另一份研究也得出了同样结论。
报告的作者之一、纽约州立大学南部医学中心教授约翰·卡尔说:“母亲在经历减肥去脂手术之后,怀孕期间胎儿代谢糖和碳水化合物的方式,相比母亲在接受减肥手术前怀的孩子要更健康,胎儿的新陈代谢也更正常,尽管之后怀上的胎儿也有可能携带肥胖的遗传基因,但他们在母体中的经历,使得身体的新陈代谢有了个健康的起点。在超重问题上,子宫内环境可能比基因和后天的生活习惯更重要。”卡尔认为帮助妇女在孕前和孕中控制体重,可能是把社会性的超重问题扼杀在萌芽状态的最好方法。
另外,关于“胚胎起源学”的研究也能给一些被家族遗传疾病困扰的人带来希望。在亚利桑那州的皮马印第安人是世界上2型糖尿病发病最高的人种,同时所有北美印第安人的糖尿病发病率都是相当高的,毫无疑问这一定是某种基因控制的。可是一项研究有新发现,这项研究从1965年起追踪大批皮马印第安人,结果发现多数母亲在怀孕的时候血糖水平非常高,这扰乱了胎儿的新陈代谢,使得孩子以后更易患上糖尿病,超重的可能性也更高。科罗拉多大学丹弗分校的达纳·达贝莱亚教授表示,过去30年,皮马人中新增很多患上2型糖尿病的孩子,这些孩子在子宫期间母亲都患有糖尿病,同时血糖水平都很高。从美国整体看,患糖尿病的人群在不断扩大,尤其是发病年龄不断提高,更多青少年被确诊,如果能从控制怀孕妇女的血糖水平做起,就能有效减少被糖尿病袭击的孩子的数量。
还有,随着对于孕期影响的深入了解,这些知识还能改变个人行为。内华达州立大学拉斯维加斯分校的人类学教授丹尼尔·本尼谢曾经访问过亚利桑那州的皮马印第安人,那些将糖尿病视为部落“死亡宿命”的人,对疾病都抱着一种消极态度,对治疗不抱希望也不配合,但是当他告诉这些人,只要在怀孕的时候稍微注意,就有可能减少后代患病的可能性,他们的反应就完全不一样了——充满希望。尤其是年轻人,对于在孕期进行干预能打破糖尿病世代循环的发现非常兴奋,他们积极地说:“我曾经节制饮食,也曾经开始锻炼,但是都没有办法坚持,如果知道只要在9个月时间里努力就能让我的孩子以后免于患病、有健康的一生,那么我付出再多都愿意。9个月一定能坚持下来。”
让孩子有健康的人生,这是哥伦比亚大学儿童环境健康中心的负责人费德瑞拉·皮耶尔一直努力的目标。30年前,当她从事空气污染和成人癌症的相关性研究时,就发现了空气污染对于胚胎的影响。当时她需要为研究中的个体寻找参照体。怎样才能找到完全没有暴露在空气污染中的个体呢?她想到了生活在母亲子宫中的胎儿。但是当她将收集到的胎儿脐带血和胎盘组织送到实验室进行分析时,发现到令人吃惊的事实:这些原本认为最纯净的样本其实已经被环境污染了。
从那时开始,皮耶尔和另外一群研究人员就开始探索,交通废气等空气污染对于怀孕妇女的影响,研究这些因素是否会造成婴儿早产、婴儿体重过轻以及心脏功能不全。1998年,皮耶尔针对居住在曼哈顿上城的500名孕妇进行研究,让她们背上完全一样的黑色背包外出散步,这些背包里装着一个空气质量检测仪,可以测量空气中多环芳烃(PAHs)的水平,那是一种存在于车辆尾气、香烟、和工厂废气中的污染源。检测仪表明,100%的孕妇在外出时均受到多环芳烃的污染,那么她们的孩子呢?根据胎儿脐带血的实验室分析结果,40%的孩子因为多环芳烃的污染,DNA受到轻微破坏,这些破坏和成年后易患上癌症有关系。后来进一步的分析发现,如果母亲在怀孕时过度暴露于多环芳烃,她们的孩子在3岁时认知能力相比其他孩子要低,在5岁时智力测试的分数也更低。
以前一直认为老年人和哮喘病患者是空气污染的高危人群,以上的研究使得科学家将未出生的胎儿也列为高危人群,由此减少环境中污染物的努力对下一代的健康会有很大帮助。过去数年来,皮耶尔的研究团队一直在追踪纽约市的空气污染水平,她们的研究促使纽约的公交车转而使用更清洁能源,促使通过立法限制卡车和公交车等待时不熄火。结果是纽约市整体污染水平下降了,怀孕妇女血液内污染物残留减少了,胎儿暴露于污染物的机会也减少了。
在“胚胎起源学”方面,走得更远的学者开始思考,子宫中的经历不仅影响孩子未来的身体健康,还会影响智力、脾气等精神健康。研究显示,怀孕期间如果母亲经常挨饿或者承受极端压力,那么婴儿长大之后患上精神分裂症的可能性相对会大。
精神分裂症是一种非常复杂的精神疾病,起因有很多,一项进行了30年的追踪研究发现,孕期经历也是其中一个病因。在上个世纪20年代中期,该地区经历了饥荒,当地居民面临严重营养不良,结果那个时期出生的人在之后患上精神分裂症的比例比其他时候高出2倍多。同样的研究是在耶路撒冷,研究者们调查了1964年到1976年出生在耶路撒冷的88000人的健康记录,发现1967年6月怀孕进入第二个月的妇女,生下来的孩子在20岁前患上精神分裂症的比例明显高于正常,原因是1967年6月发生了以色列和阿拉伯世界的“6日战争”。
哥伦比亚大学的精神病学助理教授凯瑟琳·梦柯甚至提出了一个更惊人的假设:孕妇的精神状态有可能塑造后代的心理。她说:“研究显示,就算在出生前母亲的情绪都有可能影响胎儿的发展。母亲的情绪会传递给胎儿吗?如果会的话,传递的方式是怎样的?而它又会如何对胎儿的成长产生影响?这都是等待答案的新问题,我们正在研究如何利用胚胎起源学来回答。”
实验室已经着手进行相关的实验了。实验对象被分为两组,一组是处于焦虑和抑郁状态的孕妇,另一组则为情绪正常的孕妇。她们都被连接在仪器上,仪器能记录她们的呼吸、心跳、血压、神经系统警觉性、胎动和胎儿心跳。接着孕妇们接受困难的心理活动测试,所有妇女在测验时都表现出了受到压力的生理特征,但只有焦虑抑郁母亲的胎儿显露出不安的迹象。
这种差异说明有些胎儿对于压力更加敏感,这有可能因为他获得来自父母的遗传基因,也有可能是母亲的情绪已经塑造了胎儿的神经系统。怀孕母亲的心跳、呼吸、血压以及代表紧张程度的荷尔蒙水平都可能在孕期的9个月里影响子宫的内部环境,这个环境是一个个体发育的最初环境,也因此影响个体的终生发展。而胎儿间的这种差异,直到他们出生后仍然存在,由于一些基础的心理模式,例如心跳,和个体之后的性情脾气有关,因此可以说,胎儿在子宫里的心理模式会影响到终生的性情。
还有一种可能是,怀孕母亲的精神状态可能会影响孩子对于某种精神疾病的敏感性。研究证实,患有抑郁症和容易精神紧张的妇女,她们的后代出现同样精神问题的可能性要高很多,遗传基因当然是一个重要原因,但有可能子宫环境也是另一个渠道,通过母亲将精神疾病在家族中不断传递。
10年前,哈佛大学的大众药理学家马修·吉尔曼展开了一项名为Viva的研究计划,目的是追踪在波士顿地区出生的2000名儿童的健康状况,起点就是从他们在子宫里开始。当时研究的目的是探讨孩子的童年经历对今后健康的影响,但是“巴克假想”使他非常感兴趣,于是他也开始研究孕期胎儿的经历对今后健康的影响,结果发现哮喘、过敏、肥胖和心脏病都和孕期经历有关,更重要的是,大脑发育也受最初9个月的影响。
2010年,美国的10万名孕妇注册加入一项名为“全国儿童健康”的研究计划,这项计划由联邦政府资助,调查范围非常广,目的是研究多种疾病起源。研究人员访问这些孕妇并询问她们怀孕期间的行为,分析她们的头发、血液、唾液和尿液样本,检测她们居住场所内水和灰尘的成分。这些妇女和她们的孩子将一直被跟踪研究直到孩子们21岁,研究的第一项成果,有关孕期经历和新生儿缺陷的关系将在2012年公布。
还有很多研究的设计目的是通过进行孕期干预减少疾病。俄勒冈州立大学莱纳斯·鲍林研究所的研究员大卫·威廉姆斯正在进行一项测试,看看孕期服用了某些物质是否能给后代带来终生免疫。
在他的研究中,一些老鼠在怀孕时摄入了十字花科植物的提取物,例如西兰花和甘蓝菜,结果它们的后代就算接触了致癌物质,比起其他同类得癌症的几率会更低。在这些小老鼠断奶之后,就算再没有服用过抗癌物质,它们对癌症的这种“免疫能力”也能持续到性成熟之后。威廉姆斯预测,未来某一天,孕妇只要服用一些食品添加剂就可以保护自己的孩子将来不会得癌症。他说:“这不是科幻小说,我相信我们正在往这条路上前进。”
从“胚胎起源学”实验中所得出的认识,不仅对现在还在子宫里的胎儿有益,同样可以造福已经出生的人。哈佛药学院的助教玛丽·伊丽莎白·帕蒂接触到很多糖尿病病人,她经常问这些病人出生时的体重,病人们都非常吃惊,因为医生似乎更应该关心他们的生活和饮食方式,但是帕蒂向病人解释了出生时体重和糖尿病之间的关系后,所有人对自己所患疾病都有了更全面认识。出生时体重低的人,成年后更易患上糖尿病。帕蒂现在正在研究,能否根据出生体重的数值为病人制定治疗方案。
现在这些研究方向听上去似乎是天方夜谭,但是不要忘记,当弗洛伊德提出“成年后的所有精神状态都和童年经历有关”这个观点时,一开始也被当作笑话,可现在已经被多数人认可。随着时间推移和证据的积累,“我们成年后的生理和心理状态都和在子宫里的9个月息息相关”可能也会成为普遍接受的观点。
看着自己的孩子一天天长大,父母们都在想,他们的个性会是怎样,今后会否健康,他们的未来会不会幸福,看来越来越多的答案要从子宫里找寻。
原作:Annie Murphy Paul
编译:潍