史蒂文和戴维·埃尔莫尔是同卵双胞胎，但他们来到这个世界的第一天却截然不同。戴维一周后就出院回家了。史蒂文晚出生四分钟，却留在重症监护室。他因医生所说的危险病毒感染而发烧，在保温箱中徘徊于生死边缘一个月。即使史蒂文康复后，他也落后于他的双胞胎兄弟。他睁着眼睛，但很少哭泣。当他母亲对他微笑时，他只是用呆滞的眼神回望，不像戴维那样回应她的微笑。在兄弟俩开始走路后的几年里，史蒂文常常失去平衡，摔到桌子或磕破嘴唇。
那些早期的差异可能已经随着时间的推移而淡忘，但鉴于双胞胎后来的生活，它们获得了新的意义。史蒂文进入小学时，他似乎已经步入正轨。双胞胎似乎已经趋于平衡，成为了他们本来的基因复制品：他们都留着齐肩的沙金色头发。他们都是B+学生。他们和同样的朋友打篮球。史蒂文·埃尔莫尔似乎已经克服了他艰难的开端。但随后，在17岁时，他开始听到声音。
当史蒂文开车上班时，声音从路过的汽车里传来。它们嘲笑他找不到女朋友。摇上车窗，把收音机开到最大，都无法让它们安静下来。其他声音在家中追赶史蒂文。三个声音透过他家的墙壁传来：两个愤怒的男人和一个女人，女人乞求男人停止争吵。另一个声音从立体声扬声器中嗡嗡作响，对史蒂文下班后晚上播放的Steely Dan或Led Zeppelin的歌曲进行实时评论。他的神经崩溃了，他崩溃了。几周之内，他的爆发让他住进了精神病院，医生在那里诊断他患有精神分裂症。
史蒂文和他的双胞胎兄弟的故事反映了精神分裂症长期存在的谜团。它是地球上最常见的精神疾病之一，影响着约1%的人类，但也是最不为人所了解的疾病之一。长期以来，精神分裂症通常被归咎于冷漠的母亲。最近，它又被归因于不良基因。然而，许多关键事实似乎与这两种解释都相矛盾。
精神分裂症通常在15到25岁之间确诊，但患精神分裂症的人有时在儿童或幼儿时期就被回忆为有所不同——更健忘、害羞或笨拙。家庭录像研究证实了这一点。更令人困惑的是所谓的“出生月份效应”：在冬季或早春出生的人比其他人更有可能在晚年患上精神分裂症。增幅很小，只有5%到8%，但它惊人地一致，在250项研究中都有出现。同样的模式也出现在患有躁郁症或多发性硬化症的人身上。
“出生月份效应是关于精神分裂症最明确的事实之一，”马里兰州切维蔡斯斯坦利医学研究所主任富勒·托里说。“这很难用基因来解释，当然也很难用坏母亲来解释。”
事实上，精神分裂症的事实如此奇特，以至于它们导致托里和越来越多的其他科学家放弃了对这种疾病的传统解释，而接受了一个惊人的替代方案：他们说，精神分裂症不是始于心理疾病。精神分裂症始于感染。
这个想法引发了怀疑，但经过数十年的寻找，托里和他的同事认为他们终于找到了感染源。你可以称之为“精神错乱病毒”。如果托里是正确的，那么导致作家杰克·凯鲁亚克、数学家约翰·纳什以及数百万其他人一生幻觉——并摧毁他们生活的罪魁祸首——是我们每个人体内都携带的一小段侵入性DNA。“有些人嘲笑感染假说，”苏黎世瑞士联邦理工学院的神经免疫学家乌尔斯·迈耶说。“但它对研究人员的影响比五年前大得多得多得多。我的预测是，它未来会产生更大的影响。”
其影响是巨大的。托里、迈耶和其他人抱有希望，他们可以解决精神分裂症的根本原因，甚至可能在妄想开始前几十年。药物治疗的首次临床试验即将结束。这些结果可能为精神分裂症、躁郁症和多发性硬化症带来有意义的新疗法。除此之外，精神错乱病毒（如果事实证明如此）挑战了我们对人类进化的基本看法，模糊了“我们”和“他们”之间、病原体和宿主之间的界限。
分歧观点
托里与精神分裂症的联系始于1957年。那年夏天临近结束时，他年幼的妹妹罗达变得焦躁不安。她站在纽约州北部家庭住宅的草坪上，望着远方。她语无伦次地说着：“英国人，”她说，“英国人来了。”就在罗达应该开始上大学的几天前，她被诊断出患有精神分裂症。医生告诉悲痛欲绝的家人，是功能失调的家庭关系导致了她的崩溃。因为他的父亲已经去世，当时还在上大学的托里承担了大部分情感负担。
现年73岁的托里，在回忆那些年时，透过他的钢边眼镜，脸上依然会流露出困扰的表情。“精神分裂症被严重忽视了，”他说。
1970年，托里在完成精神病学医学培训后，来到华盛顿特区的美国国家精神卫生研究所。当时，精神病学仍受弗洛伊德精神分析的影响，这种方法对罗达这样的人几乎没有帮助。托里开始寻找精神分裂症的研究机会。他了解得越多，他的观点就与主流精神病学越发分歧。
一个简单的神经学检查让托里发现，精神分裂症患者不仅仅是精神障碍。他们经常在做标准醉酒测试时遇到困难，比如脚跟脚尖直线行走。如果托里在他们闭眼时同时触摸他们的脸和手，他们通常不会察觉到在两个地方被触摸。精神分裂症患者的抗感染白细胞也显示出炎症迹象。“如果你观察精神分裂症患者的血液，”托里说，“会发现异常形状的淋巴细胞过多，就像你在单核细胞增多症中发现的那种。”当他对患有和未患精神分裂症的同卵双胞胎（包括史蒂文和戴维·埃尔莫尔）进行CAT扫描时，他发现精神分裂症患者的大脑组织较少，充满液体的脑室较大。
随后的研究证实了这些异常。许多精神分裂症患者表现出慢性炎症并随着时间的推移失去脑组织，这些变化与他们症状的严重程度相关。这些事情“让我相信这是一种脑部疾病，”托里说，“而不是心理问题。”
到20世纪80年代，他开始与巴尔的摩约翰霍普金斯大学传染病专家罗伯特·约尔肯合作，寻找一种能够解释这些症状的病原体。这两位研究人员发现，精神分裂症患者经常携带弓形虫（一种由家猫传播的寄生虫）、引起单核细胞增多症的EB病毒和巨细胞病毒的抗体。这些人显然在某个时候接触过这些感染因子，但托里和约尔肯从未在患者体内发现病原体本身。感染似乎总是在多年前发生。
托里想知道感染的时机是否可能发生在幼儿时期。如果精神分裂症是由在冬季和早春更常见的疾病引发的，那就能解释出生月份效应。“精神病学家认为我自己也精神失常了，”托里说。“他们中有些人现在仍然这么认为。”
当托里和约尔肯追逐他们的理论时，另一位科学家不经意间加入了这场争论。埃尔维·佩伦，当时是法国格勒诺布尔大学的研究生，于1987年放弃了他的博士学业，转而追求更具挑战性和争议性的研究：他想了解关于逆转录病毒（一种将RNA转化为DNA的病毒）的新观念是否与多发性硬化症（MS）相关。
马里兰大学医学院人类病毒学研究所所长、艾滋病毒的共同发现者罗伯特·加洛曾推测，一种病毒可能引发多发性硬化症的麻痹性脑损伤。人们已经研究过疱疹病毒（HHV-6）、巨细胞病毒、爱泼斯坦-巴尔病毒以及逆转录病毒HTLV-1和HTLV-2作为该疾病的可能原因。但他们总是空手而归。
佩伦从他们的失败中吸取了教训。“我决定不预设我会发现什么，”他说。他没有像其他人那样寻找一种病毒，而是试图检测任何逆转录病毒，无论它是否为科学所知。他从多发性硬化症患者的脊髓液中提取液体，并检测一种所有逆转录病毒都携带的酶，称为逆转录酶。果然，佩伦看到了逆转录病毒活动的微弱痕迹。很快，他获得了逆转录病毒本身的模糊电子显微镜图像。
他的发现引人入胜，但远非定论。在确认他的发现并非偶然之后，佩伦需要对它的基因进行测序。他搬到法国里昂国家科学研究中心，日夜加班，周末也工作。他培养了无数多发性硬化症患者的细胞，以培养足够多的神秘病毒进行测序。多发性硬化症是一种不治之症，因此佩伦必须在一个三级生物安全实验室进行研究。在这个密闭的地下墓穴中工作，他戴着口罩、手套，穿着一次性手术服。
经过八年的研究，佩伦终于完成了他的逆转录病毒基因序列。他在1997年那天所发现的，是任何人都无法预料的；它立刻解释了为什么之前有那么多人失败了。科学家们通常将病毒想象成水手，在唾液、鼻涕或精液的海洋中从一个人航行到另一个人——但佩伦的病毒却是个“宅男”。它永久地生活在人体内最深层的地方，在我们的DNA内部。在生物危害实验室里辛勤工作多年后，佩伦意识到每个人都携带着导致多发性硬化症的病毒。
“一个罕见的、随机的事件”
其他研究人员此前曾瞥见过佩伦的逆转录病毒，但未能充分理解其重要性。在20世纪70年代，研究怀孕狒狒的生物学家在观察胎盘的电子显微镜图像时感到震惊。他们看到球形逆转录病毒从看似健康的动物细胞中渗出。他们很快也在健康的成年人身上发现了这种病毒。就这样，进化生物学中一个奇特的篇章开始了。
流感或麻疹等病毒在感染细胞时会杀死它们。但当HIV等逆转录病毒感染细胞时，它们通常会让细胞存活，并将其基因插入到细胞的DNA中。当细胞分裂时，其两个子细胞都会在DNA中携带逆转录病毒的遗传密码。
遗传学家已经拼凑出佩伦的逆转录病毒如何进入我们DNA的解释。六千万年前，一种类似狐猴的动物——人类和猴子的早期祖先——感染了一种病毒。它可能没有让狐猴生病，但逆转录病毒扩散到动物的睾丸（或者可能是卵巢），一旦在那里，它就中了头奖：它进入了产生精子和卵子的罕见生殖细胞之一。当狐猴繁殖时，这种逆转录病毒通过幸运的精子进入下一代，然后一代又一代地传递下去，依偎在DNA中。“这是一个罕见的随机事件，”英国牛津大学进化生物学家罗伯特·贝尔肖说。“在过去的一亿年里，逆转录病毒进入我们的基因组并增殖的次数可能只有大约50次。”
但这种基因入侵会持续很长时间，因此人类基因组中充斥着这些嵌入的，或称内源性逆转录病毒。我们的DNA在基因组周围携带着数千个截断的佩伦病毒拷贝，现在被称为人类内源性逆转录病毒W，或HERV-W，以及几个完整的拷贝。
如果我们的DNA是一个飞机随身行李（本质上就是如此），那它就会撑破缝隙。我们体内携带着大约10万个逆转录病毒序列；总而言之，与病毒相关的基因寄生虫占所有人类DNA的40%以上。我们的身体努力通过将这些DNA片段紧密堆叠在蛋白质中来使病毒“偷渡者”沉默，但有时它们会溜出来。内源性逆转录病毒——被束缚在我们基因组中的病毒——有时会开启并开始制造蛋白质。它们像乐高积木一样组装成球状逆转录病毒颗粒，这些颗粒从产生它们的细胞中渗出。内源性逆转录病毒长期以来被认为是基因化石，无法做任何有趣的事情。但自佩伦的发现以来，至少有十几项研究发现HERV-W在多发性硬化症患者中活跃。
在佩伦做出他的发现时，托里和约尔肯已经花了大约15年时间寻找导致精神分裂症的病原体。他们发现了大量的抗体，但从未找到病毒本身。后来，约尔肯实验室的博士后研究员哈坎·卡尔森对研究发现逆转录病毒有时会引发艾滋病患者精神病的情况产生了兴趣。该团队想知道其他逆转录病毒是否可能在精神分裂症等疾病中引起这些症状。因此，他们采用了一种类似于佩伦的实验，通过寻找编码逆转录酶的序列来检测任何逆转录病毒。这种方法甚至可以发现以前从未编目过的序列。2001年，他们捕获了一个可能的罪魁祸首。结果是HERV-W。
此后，其他几项研究在精神分裂症患者的血液或脑液中发现了类似的HERV-W活性成分。其中一项由佩伦于2008年发表的研究发现，49%的精神分裂症患者血液中含有HERV-W，而健康人中只有4%。“他们体内的HERV-W越多，”佩伦说，“他们的炎症就越严重。”他目前正在对更大规模的患者群体和更复杂的实验设计进行这项研究，该项目应在今年年底前完成。佩伦现在认为HERV-W是理解多发性硬化症和精神分裂症许多病例的关键。“我怀疑了这么多年，”他说，“我现在深信不疑。”
托里、约尔肯和约翰霍普金斯大学的表观遗传学家萨尔文·萨邦奇扬正在努力了解内源性逆转录病毒如何造成破坏。这些科学家的大部分工作都围绕着华盛顿特区附近一栋不起眼的砖房内保存的物品展开。这栋由斯坦利医学研究所拥有的建筑，保存着世界上最大的精神分裂症和躁郁症大脑库。里面有数百个遗体捐献给科学的尸体大脑，编号从1到653。每个大脑都被分成左右半球，一半在零下103华氏度左右冷冻，另一半用福尔马林冷却。浴缸大小的冰柜充满了房间。当托里的团队检查大脑以查明HERV-W何时何地觉醒并导致精神分裂症时，风扇的轰鸣声穿透空气。
新的高速DNA测序技术使这项工作成为可能。在约翰霍普金斯医疗中心一间狭小的房间里，一台冰箱大小的机器24小时不停地运转，从样本中读取基因序列。每隔几分钟，机器的电眼就会扫描一张邮票大小的玻璃板的数字图像。板上固定着3亿个磁珠，每个磁珠上都附着一个DNA分子，机器正在对其进行测序。一周内，这台机器能产生相当于六个人类基因组的数据，足以填满40个电脑硬盘的原始数据。
萨邦奇扬发现，大脑中产生的RNA中，令人意外地有大约10%来自看似“垃圾”的DNA，其中就包括内源性逆转录病毒。RNA是DNA的信使，是合成蛋白质的一个步骤，因此它的存在可能意味着病毒蛋白质在体内制造的频率比原先认为的要高。
通过这项研究，一个关于HERV-W如何触发精神分裂症、躁郁症和多发性硬化症等疾病的粗略解释正在浮现。尽管人体努力将内源性逆转录病毒严格控制，但出生前后的感染会打破这种紧张的僵局。约尔肯办公室的白板上潦草地写着一份已知的能激活HERV-W的感染清单——包括疱疹、弓形虫和十几种其他病原体。这些感染期间涌入新生儿血液和脑液的HERV-W病毒含有可能激怒婴儿免疫系统的蛋白质。白细胞会大量分泌称为细胞因子的炎症分子，吸引更多免疫细胞，就像防暴警察应对越狱一样。现场变得充满毒性。
在一个实验中，佩伦从多发性硬化症患者体内分离出HERV-W病毒并将其注射到小鼠体内。这些小鼠变得笨拙，然后瘫痪，最终死于脑出血。但如果佩伦从小鼠体内清除被称为T细胞的免疫细胞，这些动物就能在与HERV-W的接触中存活下来。这是一个极端的实验，但对佩伦来说，它提出了一个重要的观点。他说，人们是否患上多发性硬化症或精神分裂症可能取决于他们的免疫系统如何对HERV-W做出反应。在多发性硬化症中，免疫系统直接攻击并杀死脑细胞，导致瘫痪。在精神分裂症中，炎症可能通过过度刺激神经元而间接损害它们。“神经元正在释放神经递质，被这些炎症信号兴奋，”佩伦说。“这就是你出现幻觉、妄想、偏执和高度自杀倾向的时候。”
首次、关键的弓形虫病或流感感染（以及随后HERV-W的爆发）可能发生在出生前或出生后不久。这可以解释出生月份效应：流感感染在冬季更常见。这种最初的疾病可能会引发一种终生模式，即后来的感染重新激活HERV-W，导致更多炎症并最终出现症状。这个过程解释了为什么精神分裂症患者逐渐失去脑组织。它解释了为什么这种疾病像慢性感染一样时好时坏。它还可以解释为什么有些精神分裂症患者在患上一种神秘的类似单核细胞增多症的疾病后会出现第一次精神病发作。
感染理论也能解释我们对精神分裂症遗传学所知甚少的原因。人们可能会认为这种疾病会与控制我们突触或神经递质的基因有关。两年前发表在《自然》杂志上的三项主要研究却讲述了一个不同的故事。它们反而牵涉到被称为人类白细胞抗原的免疫基因，这些基因对于身体检测入侵病原体的能力至关重要。“这很有道理，”约尔肯说，“对感染原的反应可能就是为什么A君患精神分裂症而B君不患。”
基因研究未能为精神分裂症和多发性硬化症等疾病提供简单的解释。托里的理论或许能解释原因。基因可能只有在与某些环境刺激结合时才会发挥作用。我们基因组中成千上万的寄生虫可能就是这种刺激的一部分。
“能够响应环境触发因素或有毒病原体的‘基因’是基因组的阴暗面，”佩伦说。已知逆转录病毒，包括艾滋病毒，会被炎症激活——这可能是感染、吸烟或饮用水污染物的结果。（这种应激反应可能被写入这些寄生虫的基本进化策略中，因为受压宿主更有可能传播或感染病毒。）佩伦说，将内源性逆转录病毒和基因组其他看似惰性的部分视为遗传化石的时代即将结束。“它不是完全的垃圾DNA，它也不是死亡的DNA，”他断言。“它是与环境互动的惊人来源。”这些互动可能以我们才刚刚开始想象的方式引发疾病。
