生命是演化來的。可是在一般的生物學教科書中，演化卻只占了極小的部分。本書緣起於周成功教授在陽明大學開設的「生物學特論」，他跳脫傳統生物學教科書模式，以演化為脈絡深入探討一系列重要主題，從生命的起源談到人為什麼會老，引導學生重新認識生命世界。

作者/周成功   責任編輯/劉馨香

在現代文明社會中，常見的疾病像糖尿病、心血管疾病、氣喘、過敏、癌症、精神疾病等等，多半是慢性疾病而沒有特定的病原菌。怎麼去瞭解這些文明疾病的病因就成了現代醫學一個重大的挑戰。

近年來，從基因看生物演化，已經成為生物學一個重要的研究方向，同時對於基因與疾病之間的關係也有了更多的瞭解。因此「演化醫學」從演化的觀點來考察現代疾病可能產生的原因，可以提供很多過去未曾察覺到的線索。

下面我們將從幾個不同的演化面向，來討論現代文明疾病可能的根源。首先要提出來的是適應遠古時代的環境和生活型態而演化出來的身體，和現今的生活型態錯配(Mismatch)導致現代文明疾病產生的理論。

當遠古身體遇到現代生活型態

這個錯配理論衍生出節約基因假說，該假說認為人的身體中有一些節約基因(Thrifty Gene)，使我們能度過時常鬧饑荒的原始環境。到了富裕的文明社會，有規律的一日三餐，但節約基因依然努力儲存脂肪，便造成肥胖以及後續諸多的文明病。

然而節約基因至今仍然沒有完全被證實，所以節約基因假說應該被丟棄？還是可以再作一些修正？

我們先來看一個有趣的例子，在印度鄉下地區，第二型糖尿病的盛行率只有0.7%，但是到了城市中，這個比例躍升到11%，在現代都會中心甚至可以到20%。

這些數據顯示，雖然大家都有相同的基因，但不同的生活型態就能使糖尿病的盛行率有如此大的差別。有沒有可能，我們的身體很早就演化出一套快速修正基因活性的機制，來適應遠古時期食物不足的環境？於是，有人提出節約表現型假說(Thrifty Phenotype Hypothesis)。

胎兒時期遇饑荒  表觀遺傳學促易胖體質

1998年有一個著名的相關研究，科學家們找出了1943年至1947年間，702個在荷蘭阿姆斯特丹大饑荒時期出生、目前都還存活的人進行研究。結果發現這些嬰兒成年後，普遍有葡萄糖耐受性(Glucose Tolerance)下降引發的肥胖現象。

科學家於是推測，當母親遭遇饑荒，胎兒感覺到食物來源不足，就想辦法改變自己的體質，讓身體對營養的吸收和保存更有效率。

同時我們也可以推論，胎兒對體質的改變無法從基因下手，也就是DNA序列沒有變異，而是改變DNA甲基化與組蛋白(Histone)修飾，以表觀遺傳學(Epigenetics)的原理來影響基因表現，產生了一個穩定的節約表徵。

這樣的節約表徵，伴隨了胎兒成長到出生、直至成年，當生活在衣食無缺的富裕社會中，很容易就攝取過多的營養而慢慢得病。

2015年，科學家們又針對那702人進行了後續追蹤，結果發現雖然他們有肥胖的傾向，但最終死於心血管疾病與癌症的比例並沒有特別高，顯示可能還有更多目前未知的因素在影響他們的身體狀況。

我們對人類疾病的研究與疾病成因的瞭解，其實是一個非常困難的過程，大多時候只能透過流行病學的調查與統計分析，才能做出一些猜測，引導未來的研究去證實或推翻這些猜測。

免疫系統需調教 太衛生易過敏

錯配理論也衍生「衛生假說」(Hygiene Hypothesis)指出，我們的免疫系統很早就演化出一套自我修正的機制，在出生前，免疫系統發展出辨識自我與非我的能力；出生之後，開始接觸外界環境中的種種外物，免疫系統就要能夠很快容忍那些不會危害身體的外物。

所以出生後接觸外界的環境愈多樣，免疫系統被調教得就愈好，長大之後就不容易有氣喘、過敏等自我免疫的病症。但現代人一出生就被保護得無微不至，免疫系統因為太衛生而失去被調教的機會，以致長大之後過分活躍引發各種病症。

衛生假說首次出現在1989年的一篇標題為〈花粉過敏、衛生與家族規模〉(Hay Fever, Hygiene, And Household Size)的論文中。論文的結論是大家族中的小孩比獨生子女的小孩不容易發生花粉過敏。

研究者認為，可能原因是大家族中的小孩很多經常玩在一起，父母沒有辦法照顧得很周全，獨生子女因為成長過程的環境太乾淨，沒有接觸過太多環境中的病原體，導致長大後過敏等病症比較容易出現。

2015年發表的另一篇瑞典研究指出，當1歲多的小孩子經常和狗或其他寵物接觸，甚至在農場中長大，則小孩6歲時發生氣喘的比率會下降。

從衛生假說在1989 年被提出至今，已經有愈來愈多的研究顯示這個理論可能是正確的。但到底該讓小孩接觸到多少環境的外來物最好？這個中間的分寸還沒有任何掌握。

從演化觀點開發新療法

如果小時候接觸了比較多的細菌或寄生蟲，能讓人們比較不容易得到氣喘或過敏，那能不能在控制的情況下，用細菌或寄生蟲來治療現有的過敏病症呢？

目前有一些臨床試驗在評估以豬鞭蟲(Trichuris suis)的卵來治療自體免疫疾病。另一種研究方向，則是鑑定、分離出寄生蟲分泌物中的有效成分，直接用人工合成的有效成分做為治療藥物。

這些臨床試驗似乎已經脫離了傳統醫學中，先研究疾病成因後再去尋找應對解藥的治療模式。這類型的研究一開始並沒有扎實的科學證據在支持，都是從演化的觀點去推測，認為這些找不出成因的疾病可能有著演化上的根源，再依據這些假說來嘗試找出疾病治療的方法。

書名           生命為什麼如此神奇？周成功教授的13堂探索之旅
作者           周成功
出版社       天下文化
出版日期    2022年07月29日
定價           700元
頁數           400頁
ISBN          9789865256913

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 99