攀登者的“挑战”

2019年是中华人民共和国成立70周年，为了向祖国献礼，国庆期间将会上映一批优秀的电影。

其中最引人注目的是吴京主演的电影《攀登者》。

影片讲述了1960年5月25日，中国登山队成功从北坡登顶珠穆朗玛峰，完成人类首次北坡登顶珠峰的故事。

一开始，我也不清楚这个攀登高峰的故事为什么和爱国情怀紧密联系在一起。

直到由于豆瓣上出现了影片未播却获得千条差评的现象，一些历史迷起底了第一次珠峰登顶的前因后果，才揭开了背后隐藏的爱国情怀。

图：电影《攀登者》剧照

那时的新中国成立不久，饱经战乱的身上硝烟还没有散尽。

中国和邻国尼泊尔的领土划分就珠峰的归属权问题一直无法达成共识，其中一个理由就是中国从来没有登顶珠峰，凭什么说它是你的。

更令人感到耻辱的是：珠峰的高度和命名都是别人确定的。

于是，登顶珠峰成了一件事关新中国主权和荣誉的事情。

图：中国登山队首次登顶珍贵照片

想要登顶的难度极大，大到难以想象。

风力大，最大风力可达每小时189千米，相当于在飓风中行走。

温度低，气温可达零下73摄氏度。

缺氧，氧气含量仅有海平面的三分之二。

除此之外还有装备简陋和各种气候等环境条件的不确定。

最终，珠峰还是被征服了，成为中国一张名片，它是世界第一高峰，是两极之外的第三极，是无数宗教传说中的世界轴心。

图3：世界第三极——珠穆朗玛峰

遗传学家发现基因多态性可以评估高原适应能力

科技的进步使得登顶珠峰看上去简单了很多，但是在有大本营的帮助下，每年还是有很多人倒在了登峰的路上。其中缺氧是个很大的问题。

如果不用携带氧气瓶，可以节省很多重量，进而减少迎风面的大小。

图：登山者在挑战自我

人类的聚居区往往在海拔2000米以下，为了适应大气中的氧气含量，进化出了对这个氧气浓度适应的调控机制。

高原最大的问题就是缺氧。人体急速进入海拔3000米以上高原，暴露于低压低氧环境后产生的各种不适，最主要的症状是头痛，有时会伴随着食欲不振、呕吐、疲惫等。如果继续登高的话，可能会导致致死亡。

图：美国女登山家 Francys Arsentiev

科学家通过研究高原人群的遗传机制，试图发现人体关于氧气利用的调控机制，进而开发出辅助人类在缺氧环境生存的产品。

高海拔人群（例如藏族）已经进化出了遗传适应能力，可以在极端低氧的环境中生存。藏族中出现的不适应个体暴露于高海拔缺氧环境中，会出现血细胞比容水平升高和红细胞数量增加（红细胞增多症）。相反，大多数藏族高地居民的血细胞比容水平与生活在低海拔的人群相当。虽然血红蛋白浓度的增加可以被认为是适应缺氧的有益变化，但是红细胞的过度增多会导致高血粘度从而损害组织血流量和氧输送。

图：认识人类自身遗传特点

各类文献陆续发现了很多调控氧气利用的基因和位点，其中藏族与汉族最重要的突变差异来自于三个基因：EPAS1, EGLN1 和 PPARA 。

这些相关基因编码的蛋白触发了缺氧诱导因子（Hypoxia-inducible factors ;HIF）的降解，从而缓解缺氧环境对机体的损害。

HIF是转录因子，可作为氧稳态的主要调节剂。它们由缺氧诱导的α亚基和组成性表达的β亚基组成。α亚基具有三种不同的同工型；HIF-1α，HIF-2α（由EPAS1编码）和HIF-3α。HIF-1α亚基无处不在，而HIF-2α和HIF-3α具有组织特异性的表达模式。而多数研究也确定EPAS1的变异是适应缺氧环境最重要的适应性变异。

图：藏族（x轴）和汉族（y轴）人口样本中SNP的二维展开位频谱。根据右侧绘制的对数刻度，对检测到的SNP数量进行彩色编码。箭头指示来自EPAS1基因的一对内含子SNP ，与汉族相比，藏族样品中的衍生等位基因频率显着升高。

图：藏族，蒙古族和欧洲人之间的全基因组等位基因频率区分。

为了测量藏族和蒙古族之间等位基因频率的全基因组差异，我们针对每个Affymetrix SNP 计算了EGLN1中c.12C> G和c.380G> C变体的PBS（population branch statistic，人口分支统计量）。在分析中，我们包括所有无关的藏族，蒙古族和欧洲人，他们拥有Affymetrix 6.0，c.12C> G和c.380G> C基因型数据。最后一组包括16名藏人，11名蒙古人和14名欧洲人。c.12C＞ G的PBS为1.02（经验P值＝ 9×10 -6）。PBS大于1.02的四个SNP均位于EGLN1区域。

结语

如果你想看一下自己适不适合登顶珠峰，建议大家检测一下自己的基因多态性，看看是不是能高效利用氧气，然后酌情做好自己的负重和高原适应性训练。这个办法对那些想要去高原体验的旅行客来说也是适合的，小伙伴们你们觉得呢？欢迎留言讨论。

参考文献

[1] Simonson Tatum S,Yang Yingzhong,Huff Chad D et al. Genetic evidence for high-altitude adaptation in Tibet.[J] .Science, 2010, 329: 72-5.

[2] Lorenzo Felipe R,Huff Chad,Myllymäki Mikko et al. A genetic mechanism for Tibetan high-altitude adaptation.[J] .Nat. Genet., 2014, 46: 951-6.

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[4] Yi Xin,Liang Yu,Huerta-Sanchez Emilia et al. Sequencing of 50 human exomes reveals adaptation to high altitude.[J] .Science, 2010, 329: 75-8.