马库斯·科尔利（Marcus Kehrli）是美国农业部在爱荷华州的一名免疫学家和兽医。当时他正飞往佛罗里达州的马可岛，但心里想的却不是阳光和沙滩，也不是他此行的目的——一个关于白细胞（我们免疫系统中的白血球）的重要会议。在1989年10月的那次飞行中，他满脑子想的都是一头死去的小牛。
科尔利大半辈子都在和牛打交道。他在爱荷华州的一个农场长大，三岁起就开始挤牛奶。每当谈起牛，他的声音里总会带有一种传教士般的热情。科尔利说，因为我们是哺乳动物，所以牛奶是自然界最完美的食物。只要看一眼他那张诚实的中西部面孔，你就会知道这一点根本无需争辩。科尔利热爱牛。
在飞机上，科尔利正在写一篇关于他那头麻烦小牛的文章，它在前一个春天死去了。科尔利是在他实验室的免疫学研究中遇到这头小荷斯坦牛的。这头小牛的白细胞计数异常高，这通常是免疫系统正在对抗感染的迹象；它出现了顽固性腹泻，不到一周就死了。
“我怀疑这不仅仅是感染问题，”科尔利回忆道。“我们付出了极大的努力，但始终未能分离出任何一种可能导致这种情况的病毒或细菌。”科尔利只知道这头小牛的中性粒细胞——作为免疫系统对抗细菌的第一道防线的白细胞——数量过多，而且它们没有正常工作。但他完全无法解释原因。
为了寻找线索，科尔利仔细研究了这头小牛的谱系记录。“那时我意识到这头牛有点近亲繁殖的背景，我开始怀疑这是一种遗传病。”他想起几年前读过两篇不起眼的关于荷斯坦牛类似疾病的文章。“当我追溯其他病牛的谱系时，我发现第一篇报告中的那头小牛与我们这头牛的家谱中出现过三次的一头公牛关系非常密切。”（这头公牛名叫奥斯本·戴尔·伊凡赫，是一头多产的种牛，活跃于20世纪50年代末和60年代。）就在那时，科尔利意识到他可能偶然发现了一种新的牛遗传病。
一种遗传病可能给荷斯坦牛带来灾难，而它们是美国价值180亿美元的乳制品产业的支柱。荷斯坦牛最初是140年前从荷兰被带到这个国家的。大约1万头牛抵达后，由于欧洲爆发口蹄疫，进口于1905年停止。
“所以这个品种必须从相当有限的动物数量中发展而来，”科尔利解释说，“考虑到我们今天在美国处理的是超过一千万头牛的种群。”育种者们努力保持遗传多样性，但从一开始，他们就使用选择性育种，偶尔也进行近亲繁殖，以培育出具有特别有价值性状的动物，例如耐寒以及产奶更多或更浓郁的能力。“一头优质公牛会与几头母牛交配。当然，那时候他们只是把公牛牵到邻近农场，让它和‘弗洛西’交配。”
然而，到了20世纪50年代末，两项发展彻底改变了乳制品行业。人工授精（AI）和将精液储存在液氮中的新做法，极大地增强了育种者传播优质公牛遗传遗产的能力，结果就是像伊凡赫这样的少数顶级公牛可以为成千上万头母牛授精。
科尔利说，农民们很快就响应了商业压力。“他们必须使用人工授精的公牛，因为它们显然是世界上遗传上最理想的父本，是能持续带来最高产结果的公牛。”事实上，由于当前的人工授精方法，每一代牛的产奶量仍在以每头牛33加仑的惊人速度增长。“所以很明显，人工授精是一种非常强大的方法，可以提高奶农用更少的动物养活世界的能力。”
然而，人工授精也可能埋下麻烦的种子。一头受欢迎的公牛在拥有所有理想性状的同时，也可能携带致病基因，并将其传给无数后代。这类基因通常是隐性的，意味着后代只有在从父母双方各继承一个基因拷贝（即双倍剂量）时才会发病。因此，通过不断向基因库中添加新的遗传物质，可以帮助防止隐性疾病的出现。但在美国的荷斯坦牛种群中，基因库是固定的。因此，一个缺陷基因的频率可以在该品种中迅速增加，几代之后，疾病就会成为一个严重的威胁。不幸的是，在兽医发现之前，这个问题可能已经变得相当普遍。农民面临的经济压力使得一头生病的小牛如果不能轻易治愈，就会被任其死亡。科尔利知道，他那头死去的小牛可能只是一个巨大冰山的一角。
到了佛罗里达后，科尔利尽职地参加了会议的科学报告，其中一场是由德克萨斯州休斯顿贝勒医学院的儿科医生唐纳德·安德森（Donald Anderson）主讲的。安德森的演讲是关于一种名为LAD（白细胞粘附缺陷症）的罕见疾病，这是他在七年前在儿童中发现的。这些患儿编码粘附分子的基因存在缺陷，粘附分子是让白细胞附着于其他细胞的蛋白质。（例如，中性粒细胞需要附着在血管内壁细胞上，才能进入细胞并搜寻侵入身体组织的细菌。）没有这种能力，中性粒细胞和其他白细胞就毫无用处，免疫系统的很大一部分功能会失调。
随着安德森描述该病的症状，科尔利越来越兴奋地听着。患有LAD的儿童血液中白细胞数量异常高。因为这些白细胞无法附着在其他细胞上，它们注定要在血液中无休止地、无效地游荡。与此同时，身体以为白细胞数量不足，便会制造出越来越多的白细胞来对抗日常的低度感染。
“我意识到他在儿童中描述的综合症与我们在我们的小牛身上看到的几乎一模一样，”科尔利回忆道，“我几乎等不及会议结束就跑去找唐。我当时担心他的第一反应会是‘让这个兽医离我远点！’但因为我是在去开会的路上写的报告，所以我手头有所有数据显示我们小牛和其他已发表病例中的功能异常。儿童和牛的中性粒细胞功能测试是相似的。”
安德森意识到科尔利并非等闲之辈，同意帮助他查明他的小牛是否患有牛LAD。在小牛死前，科尔利将一管它的中性粒细胞存放在冰箱里。回到爱荷华后，科尔利将一份冷冻细胞样本，连同从那头小牛父母身上抽取的鲜活细胞，邮寄给了安德森的实验室。那里进行了检测，以确定白细胞上通常存在的粘性粘附分子的存在。结果证明科尔利是正确的。死去的小牛完全没有这种粘性蛋白，这强烈表明这头动物患有该病。此外，它的父母双方的这种蛋白水平均有降低——这正是一个隐性LAD类型基因的单一拷贝携带者所应有的表现。随后对伊凡赫这头始祖公牛的32个亲属进行的测试发现，大约一半的动物是携带者。
随着1990年夏天的临近，科尔利和他的博士后戴尔·舒斯特（Dale Schuster）加紧了工作。他们从一头健康的动物身上分离并克隆了目标基因的正常拷贝，并对其DNA进行了测序——也就是说，他们破译了其核苷酸构建模块的顺序。然后，他们对来自一头有缺陷的动物的基因做了同样的事情。通过比较这两个序列，科尔利发现了一个微小的差异，称为点突变，这是由一个核苷酸替换另一个核苷酸引起的。基因的这一改变改变了它所产生的粘附分子的一个关键部分，而这反过来又使中性粒细胞变得无用。科尔利找到了牛LAD的根源。
在查明问题后，科尔利的实验室开发出了一种快速检测该疾病的方法。“美国所有活跃的公牛现在都在接受筛查，”科尔利说，“我们正在找出这个性状的确切发生率。”为了消除这种疾病，任何两个携带缺陷基因的个体都不会被配对；未来，携带者公牛可能根本不被用于配种。“所以在大约十年内，这个基因就会基本被淘汰，”科尔利说。
如今，没有人比安德森更是科尔利的粉丝了。“马克·科尔利可能做出了兽医科学史上最重要的贡献之一，”他说道，声音中仅带有一丝夸张。“事实是，我们正在处理一个巨大的经济问题。我们有一个近交性状，据计算，现在有近百分之十五的荷斯坦公牛携带这个性状。这么说吧：这个频率比任何人类致病基因的频率高出大约三到四倍。而真正的影响才刚刚开始显现，因为需要经过四到五代的中度近亲繁殖，实际的疾病才会开始出现。”（的确，兽医们开始看到的死亡动物正是伊凡赫的第四代或第五代后代。）
“世界上几乎所有主要的公牛精子库都准备将这个问题永久化，”安德森补充道。“现在，有了一种检测方法，他们将能够消除这种疾病，而不是让世界上成千上万的奶牛在未来几年内倒毙。”
“这不仅仅是他恰好在正确的时间出现在了正确的地点，”安德森谈到科尔利时说。“大多数人根本就会忽略这个问题，甚至一开始就不会从那头小牛身上保存白细胞。这需要一种执着，一种探究的好奇心。我的意思是，从一头死去的牛身上保存血液，并留待日后研究，因为它可能会有所发现——哦，这正是一个科学家所应具备的品质。”
