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心脏病、糖尿病和高血压等疾病是否与子宫内的不良状况有关?大卫·巴克认为如此——他并非孤军奋战。

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在大卫·巴克步履蹒跚地走向汽车,穿过隆冬的阴霾时,他正准备回家。他开着车快速掠过冬季荒芜的田野,深入英格兰乡村。一路上,他谈论着酒吧在英国生活中的作用、诺曼征服英格兰以及该地区居民斯汀的壮举等话题。如果这位彬彬有礼的医生与斯汀有什么共同之处,那绝不是名气。十年前,“巴克假说”几乎不为人知,被基因革命的雷鸣般的兴奋所淹没。心脏病、癌症和肥胖症主要被认为是DNA和成人生活方式的问题。巴克是南安普顿大学医学研究委员会环境流行病学部门的负责人,他打破了常规,认为健康和疾病的根源更为复杂。他表示,子宫和婴儿早期的情况“编程”了我们肾脏、肝脏、胰腺、心脏和大脑的发育方式,以及它们在生命后期的功能。当胎儿必须适应子宫内的不良环境,或者婴儿出生后不久暴露于营养不良或感染时,就会造成永久性甚至致命的损害。这种观点不仅挑战了基因教条,也挑战了公共卫生学说的基础。巴克说:“胎儿编程最令人担忧的一点是,它意味着上帝对你改变生活方式的奖励可能比你想象的要少。”巴克的理论曾被嘲笑为奥尔德斯·赫胥黎可能构思的《美丽新世界》续集,现在却被广泛接受,甚至包括他早期的许多批评者。美国国立卫生研究院已承诺投入380万美元研究成人疾病的胎儿起源,部分由于这笔巨款,该领域的研究兴趣激增。在过去几年中,关于该主题的科学论文数量从涓涓细流变成了稳定的洪流,在最近的一次实验生物学学会会议上,关于胎儿编程的会议座无虚席。“我毫不怀疑胎儿编程极其重要,”位于马里兰州贝塞斯达的国立卫生研究院国家心肺血液研究所所长克劳德·伦范特说。“它可以解释我们现在不理解的许多事情。我们知道大多数疾病是由基因和环境不匹配造成的。问题是,‘环境’部分何时开始——在你第一次呼吸时,还是更早?我认为是更早。像巴克一样,我认为是在子宫里。”要完全理解巴克的思想,首先有必要放弃一个珍爱的神话,即准妈妈们为下一代牺牲一切。残酷的事实是,正在发育的青少年和营养不良或维生素缺乏的女性比其他母亲更能滋养胎儿。当食物匮乏时,胎儿就会受损。营养不良的胎儿必须进行一种分类,将富含营养的血液转移到最重要的器官——首先是大脑,然后是心脏——从而剥夺其他部分的营养。因为这些器官以不同的速度生长——有些会持续发育到儿童期的最初几年——其影响会因营养不良发生的时间和种类而异。婴儿出生时可能看起来和表现都很健康,但肝脏、肾脏或胰腺可能受到微妙的损害,这种损害会在日后表现出来。而一个在怀孕开始时健康状况不佳的女性可能难以通过胎盘传递营养,即使她饮食良好,也会剥夺她婴儿的营养。

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大卫·巴克坐在成千上万份健康记录中,这些记录帮助他证明了胎儿营养对成人健康的影响。他说:“当我谈到胎儿健康中营养的重要性时,每个母亲都知道,当我解释时,她们会怜悯地看着我。”

“胎儿和幼年婴儿的可塑性很强,事实是,我们对这些生命阶段知之甚少,”巴克说。“但显而易见的是,这些阶段发生的事情与成人健康息息相关。”巴克在英格兰最著名的私立学校之一奥德尔接受教育,从小就培养了对自然历史的热爱和不安分的个性。在伦敦盖伊医院获得医学学位,并在伯明翰大学获得流行病学博士学位后,他和他的第一任妻子玛丽带着他们的四个年幼的孩子搬到了乌干达。巴克对非洲几乎一无所知,对布鲁里溃疡这种可怕的疾病更是知之甚少,他此行的目的就是调查这种疾病。布鲁里溃疡由溃疡分枝杆菌传播,该细菌会将毒素喷入人体组织,导致肿胀、棒球大小的溃疡,如果不加以治疗,会导致肢体、眼睛和重要器官的丧失。目前没有药物治疗,早期手术切除受感染组织是唯一的治愈方法。“普遍的看法是细菌是由蚊子传播的,”巴克说,但他有疑问。他绘制了乌干达布鲁里溃疡的病程图,发现这种疾病与尼罗河新泛滥地区形成的沼泽地的接近程度相关。巴克走到当地的沼泽地查看,认出了金字塔形稗草的斑块,这是一种粗糙的沼泽草。他认为罪魁祸首的微生物可能是一种水生生物,通过草造成的擦伤进入人体,但不幸的是,他没有时间证实这个猜测。“那是1972年,”他说,当时即将成为“终身总统”的伊迪·阿明·达达正在把乌干达变成他自己的私人屠杀场。“我们给我们的宠物狗注射了致命药物,”巴克说,“然后我们逃走了。”巴克从未追查到布鲁里细菌的确切携带者,这至今仍是一个谜。但他离开非洲时坚信,接受传统的科学智慧并非总是破译疾病病因的最佳方式,这一信念在十二年后促成了使他声名鹊起的理论。巴克当时已是医学研究委员会环境流行病学部门的教授兼主任,他在那里培养了慢性病地理方面的专长。在与他的同事、统计学家克莱夫·奥斯蒙德一起审阅新编辑的大不列颠疾病地图时,他注意到心脏病发病率存在显著的地理趋势。除了伦敦,威尔士和英格兰北部贫困工业地区35至74岁的男性心脏病发病率明显高于富裕南部地区的男性。巴克认为这很奇怪,因为心脏病的发病率往往随着繁荣的增加而上升。此外,高发病率县的男性摄入的脂肪不多,吸烟不多,而且如果说有什么不同的话,他们的运动量比大不列颠其他地区的男性更多。显然,饮食和生活方式不足以解释这种差异。“慢性病的特点是它需要30到50年的时间才能形成,”巴克说。“为了清楚地了解这些男性身上发生的事情,我们必须把他们看作婴儿。”巴克决定追溯这些男性早期生活中是否有任何可以预测他们成年后健康状况的因素。他的工作人员在英国各地的档案馆和医院搜寻产科和婴儿福利记录。他们找到了很多——在阁楼、锅炉房和被淹没的地下室里。这些记录从1945年一直追溯到20世纪早期。大多数都是零星和不完整的,但在赫特福德郡,一个位于伦敦以北的绿色肥沃县,记录被一丝不苟地保存着,这主要归功于一位尽职尽责的护士兼助产士,也是该县第一位首席健康访问员兼助产士女督察埃塞尔·玛格丽特·伯恩赛德的努力。伯恩赛德组织了一支助产士队伍,她们不仅协助分娩,还在随访中记录婴儿的健康状况以及是母乳喂养还是奶瓶喂养。1986年发现这些记录,使得将人们的早期生长发育和饮食与他们晚年的健康联系起来成为可能。巴克的团队从赫特福德郡的婴儿中追踪了5,654名男性,其中大多数人当时已经70多岁。通过将英国国家卫生服务机构提供的成人记录与赫特福德郡的婴儿数据进行比较,巴克发现赫特福德郡出生时体重不足5.5磅的婴儿成年后患冠心病的可能性显著高于正常体重的婴儿。地图曾暗示子宫中的某些因素会影响一些孩子的一生,但巴克说,这一发现“证实了这一点”。“成人退行性疾病的旧模型是基于基因与成人环境之间的相互作用,”巴克说。“正在发展的新模型将包括胎儿和婴儿期环境的编程。”1989年,巴克和奥斯蒙德在英国《柳叶刀》杂志上发表了一篇里程碑式的论文,将出生时和1岁时体重过轻与男性心血管疾病发病率的增加相关联。其他科学家也重复了这一发现,巴克和其他人此后还发现了胎儿营养不足与高血压、糖尿病、肥胖和肾衰竭等其他疾病之间的关联。巴克和胎儿编程理论的其他支持者表示,早期生活中的剥夺是人类健康中一个重要且经常被忽视的风险因素。例如,人类肾脏在妊娠24至34周之间生长最快,如果胎儿在此关键窗口期营养不良,肾脏的结构和功能可能会永久改变。相比之下,人类肝脏在出生后四年内都具有可塑性,这大概是为了适应婴儿从母乳到固体食物的饮食变化。动物研究表明,在这个重要的生长期,肝脏容易受到可能损害其长期功能的影响,包括清除血液中的胆固醇。这可以解释为什么早期营养不良与成人心脏病有关。“谈到胎儿健康,我们不仅要谈论摄入足够的卡路里,还要谈论平衡,”巴克说。“你需要营养的平衡。在第三世界,维生素A或某些矿物质等微量营养素的缺乏会导致问题。在西方,可能是一些不好的东西太多了。我们认为甜饮料会抑制胎盘生长,所以这绝对是一个问题。一个母亲每天喝一加仑可乐肯定会为她的宝宝提供营养——但这并不是那种能带来良好健康的营养。”在过去十年中,肥胖症在全球范围内爆发,这种流行病并非完全由生活方式的改变造成。怀孕前两个三个月严重营养不良的母亲所生婴儿,成年后肥胖的可能性比其他婴儿更大。而那些新生儿时期严重体重不足的婴儿,如果成年后肥胖,则表现出患糖尿病的倾向。科学家们认为,这些孩子在子宫内就被“编程”为过着匮乏的生活。这样的孩子可能更能忍受饥荒,但他们无法应对高脂肪和高卡路里的饮食。印度、墨西哥、太平洋岛屿和世界其他地区正在经历所谓的“营养转型”,这些地区肥胖、糖尿病和心脏病发病率惊人地高,提供了令人悲伤的证据。在这些地区,生活方式的突然提升与贫困中成长起来的社会发生了冲突。相比之下,巴克指出法国南部,那里的人口既享受着奢华的饮食,又拥有发达国家中最低的心脏病发病率。巴克说,这种所谓的“法国悖论”根源于1871年第二帝国垮台以来的传统,当时法国政府决心通过改善母亲的健康来增强军队的活力。自那时起,巴克说,优秀的产前护理和营养良好的母亲使法国人对心脏病具有抵抗力。“法国悖论,”巴克说,“并非悖论。”巴克甚至在美国这个最富有、营养最好的国家中也找到了支持其理论的证据。该国心脏病发病率正在下降,巴克将这部分归因于子宫内营养的改善。然而,肥胖症正在急剧上升,不仅在美国,而且在其他富裕的西方国家也是如此。最近的研究表明,肥胖母亲——特别是肥胖且患有2型糖尿病的母亲——所生的婴儿,比其他婴儿更有可能出生时体重大,成年后肥胖并患糖尿病。科学家们怀疑这是由于母亲无法调节血糖和胰岛素水平,这些水平会穿过胎盘并压倒——并改变——胎儿胰腺,使其识别和响应胰岛素的能力下降。在动物研究中,这种变化似乎是永久性的:注射胰岛素的胎鼠在成年后对激素的反应性降低。除非通过饮食或其他方式在连续几代母亲中进行改变,这种恶性循环的健康问题可能会无限期地螺旋式上升。

大卫·巴克的妻子、纺织艺术家简·巴克创作了一幅大型刺绣作品,现藏于南安普顿一家医院,记录了他们女儿丽贝卡的怀孕过程。这一部分展示了五个阶段中的最后三个阶段。

尽管巴克的假设在过去十年中获得了越来越多的支持,但仍有一些人认为它夸大了事实。麦吉尔大学的儿科医生和围产期流行病学家迈克尔·克莱默在1996年《柳叶刀》的一篇评论中指出,巴克倾向于忽略与他论文相矛盾的数据,而且不乏不支持胎儿/婴儿起源假设的已发表研究。克莱默表示,虽然他确实相信“胎儿生长受损与成人慢性病之间存在关联”,但他不相信这种关联意味着胎儿状况决定甚至影响成人健康。其他人指出,巴克的理论无法解释为什么体重正常的女性即使饮食均衡,也可能生下低体重的新生儿。他们认为,在这些情况下,问题可能源于控制胎盘发育的基因或环境影响,胎盘调节着营养从母亲到胎儿的转移。内分泌学家、巴克的同事大卫·菲利普斯承认,流行病学永远无法证明因果关系,但“20年甚至更长时间的动物研究考察了怀孕期间暴露的不利影响”,使得巴克的流行病学发现几乎无可辩驳。最近,南安普顿研究小组的一名成员表明,喂食低蛋白饮食的母亲所生的老鼠血压较高。其他科学家已经表明,在子宫中缺乏蛋白质或某些维生素的动物,肝脏和肾脏较小,血管弹性较差。南安普顿成人疾病胎儿起源中心生理学家兼主任马克·汉森说:“我们在绵羊和大鼠身上都发现了证据,如果你对母体饮食做出非常轻微的改变,你可能会扰乱血管和内皮细胞,这些细胞决定着血管的收缩,还会扰乱下丘脑-垂体轴,这几乎涉及所有事情。”这些动物数据是否可以推断到人类身上尚不确定,但巴克并不完全依赖动物研究来证明他的观点。自1998年以来,巴克的团队对南安普顿12,000名20至34岁的女性进行了一项调查。他们正在监测这些女性的饮食、身体成分和生命体征,并耐心等待他们希望有大量女性怀孕。到目前为止,已有1500人参与,其中包括29岁的制图师琳恩·艾伦,在我访问的那天她来做检查。琳恩怀孕八个月,在近两个小时的扫描、提问和测量过程中,她表现得异常开朗。研究协调员、统计学家黑兹尔·因斯基普说:“我们在这里做的就像用大锤砸核桃。”“流行病学是我们拥有的最强大的工具,但这里的出生率如此之低,我们被迫跟踪这个庞大的群体才能获得我们想要的数据。既然不能对人进行实验,就必须观察他们,这需要时间和每个人非凡的投入。”通过监测女性在怀孕前、怀孕期间和怀孕后的健康状况,并跟踪她们的孩子,南安普顿研究小组希望找出母亲营养中的哪些因素会影响胎儿发育和儿童健康。南安普顿公共卫生专家凯瑟琳·劳说:“我们真正想找到的是一种产生影响的方法。我们所说的改变需要对行为和社会影响进行长期重新考虑,并专注于促进健康而不是治疗疾病。像这样的观察性科学本质上是不确定的,因此有人认为它不是‘真正的科学’。但毫无疑问,你婴儿时期越小,成年后变得越大的风险就越大。这个风险是非常真实的。”巴克对那些拒绝接受他认为是显而易见的事实——健康始于子宫——的人几乎没有耐心。他说:“美国流行病学已经沸腾起来,充斥着纸张而没有病人的房间。”“每个人都有一个查理叔叔,他过着奢侈的生活,暴饮暴食,活到100岁,而另一个人过着无可指责的生活,却在45岁死于冠心病。我们不能把一切都归咎于基因然后去睡觉,因为基因也无法完全解释这一切。人们必须对我们可能是对的这个可怕的可能性敞开心扉——孩子发展中的重要事件并非发生在受孕时,而是发生在多年前。我们不需要更多关于此的巨大见解——我们知道这是真的。我们现在只需要其他人加入进来。”

南安普顿妇女调查的四名参与者的冰箱——这是世界上最大的追踪母亲与胎儿健康之间联系的研究。自1998年以来,该调查记录了英格兰南安普顿12,000多名年轻女性的饮食和生活方式。参与者在怀孕时会接受额外的检查和扫描。摄影:马格达·西格尔。

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