第一篇第二十章失之毫厘，谬以千里——谈人类的分子病
分子病是指由于遗传上的原因，而造成的蛋白质分子结构或合成量的异常所引起的疾病，最
初由美国化学家鲍林于1949年提出，如人类的镰刀型细胞贫血症、白化病、色盲等都是
分子病。近年来，遗传学家、病理学家已经深入到分子水平来研究分子病的治病机理，不但
获得了一些实际治疗效果，而且对遗传物质的分子变异和人类性状变异之间的关系，也有了
进一步的了解。
这其中最有名的是镰刀型细胞贫血症。镰刀型细胞贫血症是20世纪初才被人们发现的一种遗
传病。1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛。经过检查发现，他
患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的
镰刀状。后来，人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色
人种中，在非洲黑人中的发病率最高，在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地，发病
人数也不少，在我国的南方地区也发现有这类病例。镰刀型细胞贫血症是一种血球形状异常
的疾病，由于这种形状的血球无法穿透微血管、只好堆积在此，因此会导致血液循环
异常、内出血、发炎、疼痛。此外，镰刀形红血球因为形状异常，所以很容易破裂，因而导
致贫血，体内氧气不足。
1928年，人们就已经了解到镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。后来证实，它是一种常染色体
隐性遗传病。1949年，一位曾经两次获得诺贝尔奖金的美国著名化学家鲍林(Pauling)，在
美国的《科学》杂志上发表了题为《镰刀型细胞贫血症——一种分子病》的研究报告。他在
文章中写道：“在我们的研究开始之时，有证据表明(红细胞)镰变的过程可能是与红细胞内
血红蛋白的状态和性质密切相关的。”鲍林将正常人的、镰刀型细胞贫血症患者的和镰刀型
细胞贫血症基因携带者的血红蛋白，分别放在一定的缓冲溶液中电泳，发现正常人和患者的
血红蛋白的电泳图谱明显不同，而携带者的血红蛋白的电泳图谱，与由正常人的和患者的血
红蛋白以1∶1的比例配成的混合物的电泳图谱非常相似。鲍林推测镰刀型细胞贫血症是
由于血红蛋白分子的缺陷造成的。
现已查明，这种病是由于基因突变而产生的一种遗传病，属隐性遗传。通过对正常人和病人
红细胞中血红蛋白分子的比较研究，人们已经知道发生这种病的原因是由于病人的血红蛋白
分子的一条多肽链上，有一个氨基酸发生了改变。一个谷氨酸被一个缬氨酸代替了。
为什么会产生这种改变呢？我们知道，蛋白质的生物合成是受遗传物质DNA控制的。关键是它
的碱基序列发生了改变，CTT变成了CAT，即其中的一个碱基发生了改变。这种改变就是使人产生镰刀型细胞贫血症的根本原因。
血红蛋白分子是由四条多肽链各自连接一个血红素而构成的一种色素蛋白。四条多肽链
二条α链二条β链，它们相互结合，成为椭圆形的四聚体，具有一定的立体结构。α链和β
链分别由141个和146个氨基酸顺序连接而成。这样，血红蛋白分子共含有574个氨基酸。在
这574个氨基酸中，镰刀型细胞贫血症患者仅仅是其中的一个氨基酸发生改变，而其他完好
。
全世界有数以百万计的人遭受镰刀型贫血的困扰。这也是美国最常见的遗传病，病人数大约
在7.2万左右，每500个非裔美国人中就有一个患者，每1 000～1 400西班牙裔美
国人中就有一
个患者，此外美国还有大约2百万健康的镰刀型贫血基因携带者，由于有潜在可能将疾病基
因遗传给子女而在接受治疗。由于镰刀型细胞贫血症是因为基因异常所导致的病变，因此现
阶段的实验性治疗方式包括基因疗法、骨髓移植、干细胞移植等。
另外据说得这种贫血病得人不易感染疟疾，目前还没有完全确定，如果是，那么，这也算贫
血病人不幸中的大幸了。
在我们的现实生活中，经常能看到全身异常发白的人，这是一种皮肤及其附属物色素缺乏的
遗传病。可分全身性白化病和局部性白化病两种，以前者最为常见。患者皮肤呈白色，毛发
银白或淡黄色；虹膜呈淡红色或淡灰色，半透明，瞳孔淡红，视网膜无色素，羞光，眼球震
颤，视力下降；病人对阳光很敏感，日晒后，皮肤可增厚并发生鳞状上皮癌。
白化病的发病是曲于黑色素代谢障碍所致。普通人体肉的黑色素由黑色素细胞合成，黑色素
细胞内有黑素小体，它含有酪氨酸酶，这种酶能将酪氨酸转变成黑色素。白化病患者体内黑
色素细胞数目正常，细胞内也有黑素小体，但由于控制酪氨酸酶的基因发生突变，不能合成
酪氨酸酶，于是黑素小体中酪氨酸酶缺乏，不能使酪氨酸转变成黑色素，从而导致皮肤、黏
膜、毛发、眼等白化。
白化病有多种遗传方式。全身性白化病属常染色体隐性遗传方式。局部白化病为常染色体显
性遗传，眼白化病(皮肤、毛发均正常)可为X伴性隐性或常染色体隐性遗传。白化病波及全
世界，总发病率为1/10 000～1/20 000。对白化病目前尚无有效的治疗方法，因此应以预防
为主。禁止近亲结婚是重要的预防措施之一。对此病也可作产前诊断。在妊娠4～5个月时，
通过胎儿镜取胎儿一小块皮肤，在电子显微镜下检查胎儿是否为白化病，以避免患儿的出生
，达到优生的目的。
色盲也是分子遗传病，它是一种先天性色觉障碍疾病。色觉障碍有多种类型，最常见的是红
绿色盲。根据三原色学说，可见光谱内任何颜色都可由红、绿、蓝三色组成。如能辨认三原
色都为正常人，三种原色均不能辨认都称全色盲。辨认任何一种颜色的能力降低者称色弱，
主要有红色弱和绿色弱。如有一种颜色不能辨认都称二色视，主要为红色盲与绿色盲。红绿
色盲情况极为常见。由于患者从小就没有正常辨色能力，因此不易被发现。
一般认为，红绿色盲决定于X染色体上的两对基因，即红色盲基因和绿色盲基因。由于这两
对基因在X染色体上是紧密连锁的，因而常用一个基因符号来表示。红绿色盲的遗传方式是X
连锁隐性遗传；男性仅有一条X染色体，因此只需一个色盲基因就表现出色盲。女性有两条X
染色体，因此需有一对致病的等位基因，才会表现异常。一个正常女性如与一个色盲男性婚
配，父亲的色盲基因可随X染色体传给他们的女儿，不能传给儿子。女儿再把父亲传来的色
盲基因传给她的儿子，这种现象称为交叉遗传。因而男性患者远多于女性患者。由于红绿色
盲患者不能辨别红色和绿色，因而不适宜从事美术、纺织，印染、化工等须色觉敏感的工作
。如在交通运输中，若工作人员色盲，他们不能辨别颜色信号，就可能导致严重的交通事故