Badger (獾)

早幾天參加了堂弟的婚宴，還不知怎地被安放到主家席。於是便在新娘換衫時和這位一直不多見的堂弟聊了幾句。

在婚宴上才知道，堂弟自幼喜歡小動物，因此才一直在讀生物學。在香港，這科都不可謂不冷門，相信不少父母都會擔心出路的問題吧。不過，叔叔嬸嬸卻也由得他，一直讀到碩士。之後，他竟又拿得首屆「牛津大學裘槎獎學金」的資助，赴英國深造。今天終於學成歸來，成為真正的博士，還刊出了幾份論文，應該是某方面的權威吧。然而，每次問及他究竟在研究什麼，家裏人都是答：「唔知呀，好似係去森林研究一隻叫『獾』(粵音：歡) 的動物啩。」

「獾」(Badger)？有什麼好研究的？可愛？普通啦；瀕臨絕種？又不算。它是哺乳類食肉目的鼬科動物，學名 Meles meles，喜歡冰天雪地的地方，晚上才出來活動。據說它們會用自己熱呼呼的身體去暖和昏倒的登山客，把他們救回。不過，它們最出名的，應該是它們的勇猛。它們雖然只有小狗的大小，但是夠膽在花豹眼皮底下偷食、在非洲蜜蜂的狂螫下搶奪蜂蜜、甚至把毒蛇吞下肚！它們也會被毒液弄到醉醺醺，卻仍甘之如飴！

獾憑什麼如此凶悍呢？

堂弟花了這麼多年，到了可以以第一作者 (Lead Author) 刊登論文的地步，家人卻對他的研究毫不理解，好像有點可惜。所以為兄不才，決定以門外漢的身分，嚐試破解其中一篇論文的內容 (Sin, Dugdale, et al., 2012b)，好讓長輩們安慰一下。

獾之所以如此無畏，是因它厚厚的毛皮，以及無敵的抗毒與免疫力。這種天賦，來自進化。

一種物種會不斷進化成不同的新物種，靠的，是基因突變 (Mutation)。之後，這些物種又不斷被自然淘汰，直到今天你見到的形態。譬如說，鹿因為沒有草，要吃樹上的葉，因而變成長頸鹿；其中需要經過一個階段，隻鹿條頸不長也不短，但這種鹿現在卻不存在。這個被歷史湮沒了的階段，以往需要依靠化石的發掘，再加上達爾文 (Darwin) 那種同源 (Homology) 推論 (好像蝙蝠的翅膀與人類的手臂有著相同的骨骼結構，從而被認為是來自同一個源頭)，才能重塑出來。

今天，隨著科技進步，生物學家可以憑物種間的基因圖譜，找出進化的痕跡。當一種物種要適應環境的變化而出現基因突變時，有說是一組基因一起「協同進化」(Concerted Evolution)，也有說是某段基因進行「生滅進化」(Life-and-Death Evolution)。後者的出現，主要是因為基因會突然間複製一段多餘的訊息，在沒有生存的壓力下，這段基因可以自由地變成其他東西 (即使話，一段用來造「肺」的基因，不能忽然消失，但如果有兩段，則其中一段可能變成造「腮」的基因)。如果你比較同類物種中不同表型 (Phenotype) 的物種的基因，如花豹與黑豹，便會發現黑豹是後來才出現的，並且能夠知道它是如何突變出來的。同樣是豹，因為突變而有不同的顏色，叫做多態性或多形現象 (Polymorphism)。

堂弟研究的，正是在多態的獾之中，比較不同表型的基因，找出它們進化出無敵免疫力的過程。到了這裏，又要瞭解免疫力是如何出現的。

簡單來說，當一顆細胞被感染，它可以自首，把「我已中毒，請殺死我」的標籤插在自己身上，吸引毒殺性 T 細胞 (Cytotoxin T Cell, CTL) 過來，用「毒針」把它槍斃。那個「標籤」由蛋白質組成，被稱為「主要組織相容性複合體」(Major Histocompatibility Complex, MHC) 的第一類 (Class I)，簡稱 MHC-I。(嚴格來說，MHC-I 更像一個在細胞表面的儀表版，由蛋白質的碎片，即「肽」組成；MHC-I 指數高為健康，過低則是要清除的細胞。)

若被感染的細胞不自首，它們也會被告發，告發它們的是「抗原呈獻細胞」(Antigen-Presenting Cell, APC)，有三種，分別是樹狀細胞、巨噬細胞和 B 細胞。它們會搖「旗」吶喊，直至 T 細胞來殺掉被感染的細胞。那支「旗」便是所謂 MHC 的第二類，即 MHC-II。

由於在自然生態中，透過基因突變，不斷有新的病毒與細菌 (看看禽流感便知)，這些免疫工具也必需與時並進，特別是辨認不同 MHC 的能力，必需不斷提升，否則 T 細胞便無法知道誰是敵人。用我堂弟的說法，這是一場基因的軍備競賽。也許是由於獾在這場競賽中，表演得極之出色，堂弟才選擇了它作為研究對象。他的論文正是依靠分析不同表型的獾的 MHC 基因排序，推斷 MHC-I 是依靠「協同進化」的，而 MHC-II 則是來自「生滅進化」的 (Sin et al., 2012b)。有趣的是，論文提到獾之所以進化得那麼快，可能與它們採取多夫多妻制有關，所以基因圖譜才會如此多樣化。

如果你一直耐心地讀到了這裏，你可能可以大概明白原文的摘要 (Abstract) 了。能做出這樣的研究，固然很厲害，但又是否值得一位年輕人花那麼多青春來研究呢？

那就視乎你能否看出 MHC 的基因研究，跟某些你聽過的東西有關。對，如果你能找出製造不同的 MHC 的基因排序，你便能夠標記不同的問題細胞，叫自身的免疫系統來清除它們。這個概念，是否很像大家經常提到的「標靶藥」？原來我們每天身體都會因為基因突變而生出千多顆癌細胞，再由 T 細胞與其他免疫系統的成員把它們消除掉。癌症之所以出現，其中一個原因是癌細胞懂得偽裝自己，不讓標籤出現在自己身上 (也有其他原因，例如某些癌細胞可以殺死 T 細胞)。如果我們能夠把癌細胞拿出來，找出它的基因排序，製造會搖旗吶喊的 MHC，那病人便能靠自身的免疫系統消除癌細胞，而不影響健康的細胞。這種免疫療法，早就證明能醫好像風濕般的頑疾；今天，研究人員正在把不同的癌症的基因圖譜紀錄下來，準備逐一擊破。

堂弟雖從來沒有明說，但我不禁想，為家人健康操心，又會否是堂弟研究 MHC 背後的動機呢？至於他的另一篇論文，則是有關獾的鼻子裏生長的細菌與嗅覺 (Sin, Buesching, et al., 2012)，又不知是否有相似的動機呢？

無論如何，我並不是生物學的專家，以上亦有不少過度簡化的解釋。若有錯漏，還望各位高人指正。

Reference:
Sin, Y. W., C. D. Buesching, T. Burke, and D. W. MacDonald. 2012. Molecular characterization of the microbial communities in the subcaudal gland secretion of the European badger (Meles meles). FEMS Microbiology Ecology 81(3): 648–659.

Sin, Y. W., H. L. Dugdale, C. Newman, D. W. MacDonald, and T. Burke. 2012a. MHC class II genes in the European badger (Meles meles): Characterization, patterns of variation, and transcription analysis. Immunogenetics 64(4):313–327.

Sin, Y. W., H. L. Dugdale, C. Newman, D. W. MacDonald, and T. Burke. 2012b. Evolution of MHC class I genes in the European badger (Meles meles). Ecology and Evolution 2(7): 1644-1662.