GFHDT: 新時代醫學的曙光：研究人員利用進化理論對抗癌症
新時代醫學的曙光：研究人員利用進化理論對抗癌症
24 Jan 2026 at 11:03pm
如果上帝是一位19世紀的物理學家，他不會擲骰子，但作為生物學家，他會是一個終生的賭徒。 生命體是遺傳變異隨機組合的產物，這些變異使個體能夠在不斷變化的世界中生存。 在某種情況下提供優勢的特徵，在另一種情況下可能會變成負擔。 高個子男人可能比矮個子男人更具性吸引力或更有可能贏得戰鬥，但他也更有可能早死。 大象沒有天敵，但它們繁殖非常緩慢，作為一個物種，它們比美味的羚羊更為脆弱。 所有生命的混亂多樣性如果沒有進化的光芒將毫無意義，正如進化生物學家多布讚斯基所說，這道光芒賦予了生命意義，現在它正準備照亮健康與疾病。
本周，全球首個進化醫學基因組學（EvoMG）聯合研究計劃在巴塞羅那啟動。 該計劃由加泰羅尼亞自治區政府提供超過100萬美元的初始資金，是基因組調控中心（CRG）、龐培法布拉大學（UPF）和CSIC-UPF進化生物學研究所（IBE）之間的合作專案。 其目標是：將進化原理應用於理解疾病的根源，以改善人類健康。 “這一概念的一部分是我們稱之為抗進化過程的療法，包括癌症、細菌、病毒或任何病原體，這些病原體會突變並適應你施加的治療，”專案主任兼加泰羅尼亞高級研究所（ICREA）研究教授曼努埃爾伊里米亞解釋道。
癌症遵循與生命體相同的進化規則，但約束較少——它是失控的自然。 在生命體中，突變提供了增強在變化條件下生存的優勢，例如使藏民更有效地利用氧氣的遺傳變異。 腫瘤細胞以驚人的速度突變，這解釋了藥物耐藥性的迅速出現。 最初有效的治療方法隨著耐葯細胞的增殖而變得無效。 參與EvoMG的一個小組——由CRG研究員多納特韋格霍恩領導——將癌症視為一個進化系統進行研究。 其他團隊正在探索將癌症困在進化死衚衕的方法。
另一個進化見解具有直接相關性的是抗生素耐藥性。 經過數十年對抗細菌的勝利，抗生素因微生物的適應而逐漸失效。 “這是公共衛生面臨的重大挑戰，這是一個進化問題，我們正在與快速進化的病原體作鬥爭。 我們正在將化學和製藥工業與細菌的進化相對抗，我認為這是一個糟糕的想法，“伊里米亞說。
與其通過試錯尋找抗生素，進化和數學模型有潛力創造更有效的藥物。 “在UPF，有一位病毒學家胡安娜迪茲，她是該專案的一部分，正在開發一種攻擊病毒二級結構的治療方法。 從進化角度來看，病毒適應這種治療的難度要大得多，因為單個突變不足以使其產生抗藥性，需要同時在兩個位置發生突變，數學模型顯示這使其更難以產生抗藥性。 這些是我們希望通過該計劃推廣的想法，「伊里米亞說」。
對於這位科學家而言，該計劃
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的主要好處之一是為生物醫學研究人員提供新的視角：「這些人在解決非常多樣化的問題時，從未想過應用這些進化原理。 通過這個計劃，他們可以這樣做，而且他們可能會找到原本想不到的解決方案，“伊里米亞說。
曼努埃爾伊里米亞是第一個進化醫學基因組學項目的負責人。 他瞭解這條道路，但反向行走。 作為一名進化遺傳學家，他花費多年研究同一基因如何產生具有不同功能的不同蛋白質。 人類基因組似乎是由謎語作家編寫的，交替使用有意義和無意義的詞語。 為了提取用於蛋白質生產的有用資訊，細胞依賴於一種稱為剪接的過程，該過程連接遺傳密碼的有意義部分。 這一機制允許單個基因以多種方式讀取，使細胞能夠生產具有多樣功能的蛋白質，從而促進地球上生命的巨大多樣性。
在研究這一基因組系統時，伊里米亞發現了調節神經功能的小片段資訊，稱為微外顯數。 “當我比較人類和小鼠的結果時，我發現它們是一樣的，高度保守在進化中——它們出現在5.5億年前——這讓我認為這很重要，”他說。 伊里米亞隨後發現，在自閉症患者中，微外顯子通常失調，因為他們的神經元無法產生足夠的SRRM4蛋白，這種蛋白對於將微外顯子正確納入其基因位置至關重要。 類似的中斷也在導致糖尿病的細胞改變中觀察到。
“我們現在可以使用非編碼RNA來操縱剪接過程，這在糾正剪接錯誤方面具有巨大的治療應用前景，例如修改那些涉及糖尿病的微外顯子，使β細胞生成更多的胰島素，”伊里米亞說。 “你開始試圖理解脊椎動物的起源，基因組如何進化，然後發現像剪接這樣的過程對疾病有影響。 已經有一些剪接治療挽救了孩子們的生命，我認為五年內這種治療將迎來爆發。 ”
生命的任性平衡
從長遠來看，進化醫學的一個目標是理解我們為何衰老——這一過程支撐著所有疾病。 遺傳程式設計決定了為什麼老鼠只能活幾年，而人類可以活80年，或者為什麼一些獨特的物種如裸鼴鼠可以比相似的生物多存活幾十年，並且似乎對癌症免疫。 由於有機體
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是無數次進化權衡的結果，以有限的資源實現最佳結果，改變一個特徵往往會在意想不到的方式中破壞另一個特徵。
端粒的長度——一種位於染色體末端的保護鞘，存儲告訴身體如何保持存活的資訊——長期以來一直與衰老速度有關。 過短的端粒與加速衰老和肺纖維化等疾病相關，有人建議延長端粒的治療可以延緩衰老。 但也有研究表明，過長的端粒會增加某些腫瘤的風險。
伊里米亞認為，現在還為時尚早，無法確定我們的衰老程式是否可以在不產生副作用的情況下被操縱，生命是否可以無限延長，或者生物學是否有內在的限制。 “通常情況下，壽命長的動物繁殖少，反之亦然，因為如果你壽命長且繁殖多，你會耗盡環境中的資源，”他解釋說。 “這就是人類現在所做的。 這可以被視為打破了平衡，但人類生活在失衡狀態。 你可能會認為人類打破了規則，但這些也是進化過程的規則：新生物的出現創造了新規則。 “他總結道：”當藍細菌出現並充滿大氣層的氧氣時，它們摧毀了一切之前存在的東西，但由於這一點，我們可以呼吸。 人類將改變規則，幾千年後，地球將變得面目全非; 但這是進化，我們是其中的一部分。 ”
本周，全球首個進化醫學基因組學（EvoMG）聯合研究計劃在巴塞羅那啟動。 該計劃由加泰羅尼亞自治區政府提供超過100萬美元的初始資金，是基因組調控中心（CRG）、龐培法布拉大學（UPF）和CSIC-UPF進化生物學研究所（IBE）之間的合作專案。 其目標是：將進化原理應用於理解疾病的根源，以改善人類健康。 “這一概念的一部分是我們稱之為抗進化過程的療法，包括癌症、細菌、病毒或任何病原體，這些病原體會突變並適應你施加的治療，”專案主任兼加泰羅尼亞高級研究所（ICREA）研究教授曼努埃爾伊里米亞解釋道。
癌症遵循與生命體相同的進化規則，但約束較少——它是失控的自然。 在生命體中，突變提供了增強在變化條件下生存的優勢，例如使藏民更有效地利用氧氣的遺傳變異。 腫瘤細胞以驚人的速度突變，這解釋了藥物耐藥性的迅速出現。 最初有效的治療方法隨著耐葯細胞的增殖而變得無效。 參與EvoMG的一個小組——由CRG研究員多納特韋格霍恩領導——將癌症視為一個進化系統進行研究。 其他團隊正在探索將癌症困在進化死衚衕的方法。
另一個進化見解具有直接相關性的是抗生素耐藥性。 經過數十年對抗細菌的勝利，抗生素因微生物的適應而逐漸失效。 “這是公共衛生面臨的重大挑戰，這是一個進化問題，我們正在與快速進化的病原體作鬥爭。 我們正在將化學和製藥工業與細菌的進化相對抗，我認為這是一個糟糕的想法，“伊里米亞說。
與其通過試錯尋找抗生素，進化和數學模型有潛力創造更有效的藥物。 “在UPF，有一位病毒學家胡安娜迪茲，她是該專案的一部分，正在開發一種攻擊病毒二級結構的治療方法。 從進化角度來看，病毒適應這種治療的難度要大得多，因為單個突變不足以使其產生抗藥性，需要同時在兩個位置發生突變，數學模型顯示這使其更難以產生抗藥性。 這些是我們希望通過該計劃推廣的想法，「伊里米亞說」。
對於這位科學家而言，該計劃
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的主要好處之一是為生物醫學研究人員提供新的視角：「這些人在解決非常多樣化的問題時，從未想過應用這些進化原理。 通過這個計劃，他們可以這樣做，而且他們可能會找到原本想不到的解決方案，“伊里米亞說。
曼努埃爾伊里米亞是第一個進化醫學基因組學項目的負責人。 他瞭解這條道路，但反向行走。 作為一名進化遺傳學家，他花費多年研究同一基因如何產生具有不同功能的不同蛋白質。 人類基因組似乎是由謎語作家編寫的，交替使用有意義和無意義的詞語。 為了提取用於蛋白質生產的有用資訊，細胞依賴於一種稱為剪接的過程，該過程連接遺傳密碼的有意義部分。 這一機制允許單個基因以多種方式讀取，使細胞能夠生產具有多樣功能的蛋白質，從而促進地球上生命的巨大多樣性。
在研究這一基因組系統時，伊里米亞發現了調節神經功能的小片段資訊，稱為微外顯數。 “當我比較人類和小鼠的結果時，我發現它們是一樣的，高度保守在進化中——它們出現在5.5億年前——這讓我認為這很重要，”他說。 伊里米亞隨後發現，在自閉症患者中，微外顯子通常失調，因為他們的神經元無法產生足夠的SRRM4蛋白，這種蛋白對於將微外顯子正確納入其基因位置至關重要。 類似的中斷也在導致糖尿病的細胞改變中觀察到。
“我們現在可以使用非編碼RNA來操縱剪接過程，這在糾正剪接錯誤方面具有巨大的治療應用前景，例如修改那些涉及糖尿病的微外顯子，使β細胞生成更多的胰島素，”伊里米亞說。 “你開始試圖理解脊椎動物的起源，基因組如何進化，然後發現像剪接這樣的過程對疾病有影響。 已經有一些剪接治療挽救了孩子們的生命，我認為五年內這種治療將迎來爆發。 ”
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是無數次進化權衡的結果，以有限的資源實現最佳結果，改變一個特徵往往會在意想不到的方式中破壞另一個特徵。
端粒的長度——一種位於染色體末端的保護鞘，存儲告訴身體如何保持存活的資訊——長期以來一直與衰老速度有關。 過短的端粒與加速衰老和肺纖維化等疾病相關，有人建議延長端粒的治療可以延緩衰老。 但也有研究表明，過長的端粒會增加某些腫瘤的風險。
伊里米亞認為，現在還為時尚早，無法確定我們的衰老程式是否可以在不產生副作用的情況下被操縱，生命是否可以無限延長，或者生物學是否有內在的限制。 “通常情況下，壽命長的動物繁殖少，反之亦然，因為如果你壽命長且繁殖多，你會耗盡環境中的資源，”他解釋說。 “這就是人類現在所做的。 這可以被視為打破了平衡，但人類生活在失衡狀態。 你可能會認為人類打破了規則，但這些也是進化過程的規則：新生物的出現創造了新規則。 “他總結道：”當藍細菌出現並充滿大氣層的氧氣時，它們摧毀了一切之前存在的東西，但由於這一點，我們可以呼吸。 人類將改變規則，幾千年後，地球將變得面目全非; 但這是進化，我們是其中的一部分。 ”
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