进化医学将以这6种方式改变人类健康

2023年6月3日

大象由于自身进化原因很少得癌症。对此，进化医学可以解释背后的原理并提供解决方法。 Image: Pexels

Barbara Natterson-Horowitz

Professor of Medicine, Division of Cardiology, David Geffen School of Medicine, University of California and Lecturer, Department of Human Evolutionary Biology, Harvard University

Daniel T. Blumstein

Professor, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of California

进化医学是一个新兴的跨学科领域，其在改善人类健康和福祉方面有着巨大的潜力；
进化医学运用进化及生态学理论来激发生物医学领域的创新，并提供有效的公共卫生政策；
进化医学可以解决普遍的重大健康挑战：无论是对抗微生物剂和化疗的耐药性，又或是疫情、肥胖症等“现代”健康问题，甚至能解决人们对健康忠告接受程度不高的问题。

每次你去看医生时，最不可能想到的办法可能就是寄希望于进化了。但进化的过程却每天都在影响我们的健康。癌细胞为什么会对化疗药物产生耐药、细菌为什么会对抗生素产生耐药，其背后的原因归根结底都是进化。此外，进化还能解释为什么动物病毒会进入人类群体并引发全球疫情。甚至现代健康问题的增加，如肥胖症等，也可以追溯到进化。这样的例子不胜枚举。

而我们如何才能克服这些挑战？传统的策略是对症下药。例如，原本的药物失效了，就开发新的抗生素和化疗药物。但一味地不断发明新药物并不能解决真正的核心问题，即进化过程本身。

最近，我们与来自不同领域的同事一起，在《科学前沿》杂志上发表了进化医学领域的新路线图。我们探讨了进化医学如何能够激发生物医学创新、改善公共卫生政策，从而帮助人类理解、预防和治疗面临的许多重大健康威胁。

进化医学可以给生物医学和公共卫生领域带来改变。 Image: 《科学前沿》

1. 将进化多样性应用到生物医学创新

大象很少得癌症。而长颈鹿虽然血压是所有动物中最高的，却不会受高血压影响，如肾脏损伤和中风。由于进化特性，它们不受人类一些重大疾病的影响，而这仅仅是动物届的其中两个例子。但这仅是问题的表面。在自然界的生物多样性中，随处可见各种抗病机制。系统地搜寻这些机制并研究其背后的生物学原理，能够帮人类克服很多重大疾病和医疗问题，例如糖尿病、衰老等等。

进化多样性可以激发生物医学领域的创新。 Image: 《科学前沿》

2. 变革癌症疗法

尽管传统的癌症治疗方法可能有效，但也会导致耐药性，对患者产生毒性。癌细胞是适应性有机体，可以通过进化来逃避化疗及其他疗法。如果在治疗过程中出现了一小部分抗化疗的癌细胞，那么杀死其他对药物敏感的癌细胞就会让抗化疗的细胞群产生生存竞争优势。不久之后，肿瘤可能会对药物产生完全的抗药性，从而导致治疗失败，或者需要采用可能对健康产生不利影响的替代疗法。

受进化医学启发的灭绝疗法和适应疗法能够解决这一问题。在灭绝疗法中，先用一种疗法减小肿瘤大小，并在耐药性出现之前，用另一种疗法代替，从而杀死剩余的癌细胞。而适应疗法的原理则是在较长时间内使用低剂量药物，保存对药物敏感的细胞群，从而稳定肿瘤大小。这种类型的疗法可能会给患有晚期癌症的患者带来希望，因为晚期患者可能已经无法完全根除肿瘤。

3. 限制抗微生物剂的耐药性发展

抗微生物剂（如抗生素和杀虫剂）极大地提升了人类健康水平，能治愈感染，保障我们的食品供应。但是，抗微生物剂的有效杀伤力同时也是其败笔所在。像化疗一样，抗微生物剂会推动耐药菌株进化并占据主导地位。

对此，进化医学能够提供几种替代选择。例如，微生物在短时间内只能有限地进行遗传适应性改造。因此，同时使用几种抗微生物剂就可以确保至少一种药物的敏感性。

还有一个可能的策略是开发抗进化药物，来对抗进化过程本身。细菌可以在一个称为水平基因转移（horizontal gene transfer）的过程中主动与其他细菌分享其DNA。这就是为什么抗病基因能够迅速在一个种群中传播，甚至传播到不同的物种。我们可以通过发明针对这种基因共享机制的药物来减缓甚至阻止这一过程。

更深入地了解微生物获得抗药性的进化过程能够启发更多治疗策略。其中有些想法已经在发展过程中，例如“抗-抗生素”（一种预防某些医院感染的解决方案）以及噬菌体疗法。

进化医学的一些策略可以减少耐药性。 Image: 《科学前沿》

4. 解决与人类世相关的疾病

人类基因的进化是为了帮助我们生存和繁衍，但彼时的世界已经跟我们如今生活的世界大不相同。并且矛盾的是，一些最初帮助我们发展的适应性现在却会损害人类健康。这种现象被称为“进化错配”（evolutionary mismatch）。例如，在过去食物匮乏的时候，我们很庆幸能以脂肪的形式储存能量。然而，在当今食物丰富的社会中，这反而会导致肥胖症、2型糖尿病和心血管疾病的增加。

进化观点揭示，这些与人类世世代代有关的状况并不只是错误的生活方式造成的，而是受到环境和社会因素的系统性影响。只在个人层面进行干预（如锻炼和改变饮食）往往不会起作用。而进化的方法旨在改变相关的生态条件，例如征收食品税、下达食品营销限制以及推行健康饮食和锻炼的政策等。

进化医学可以阻止“现代”健康问题的增加。 Image: 《科学前沿》

5. 普及更健康的生活方式

很多人不顾健康建议，做出不健康的行为，如吸烟或不安全性行为，这已不是什么秘密。对此，进化医学可以解释原因并提供解决方案。

一个可能的解释是人类的三个主要进化目标之间会相互竞争：即生长、繁殖和生存能力。由于我们的身体不能同时支持三个目标共同发展，因而我们会经历健康权衡的过程。例如，无法满足基本需求的人可能会忽视其长期健康，且更愿意去承担健康风险。这就能解释为什么一些年轻男子不使用安全套：他们可能是在不自觉地将繁殖需求置于艾滋病毒感染的风险之上，特别是在死亡风险较高的环境中。

通过进化原则的视角来看待人的行为，将有助于形成更有效的公共卫生政策。这种政策是为了改善人们的长期发展前景，从而推动健康行为。例如，为所有人提供教育和工作机会，同时消除食品不安全、歧视和犯罪问题等。