普通生物學，有沒有可能一點都不普通？投身教育半世紀的陽明交通大學教授周成功，開設「生物學特論」，翻轉了傳統的課程設計，以一系列能深入探索的主題，引導學生獲得正確的學習方法，重新認識並建立對生物世界全新的視野。

現在，不是他課堂上的學生，也有機會跟著他一起探索神奇的生物世界。在他出版的《生命為什麼如此神奇？：周成功教授的13堂探索之旅》中，延續「生物學特論」著重思考、推理的特色，面對生命起源這類大哉問，從演化脈絡出發，讓讀者獲得發掘問題、應對未來挑戰的能力，同時體悟生命的神奇之處。

這本書是第一本從演化觀點出發的生物學教材，從薛丁格的大哉問出發，探討生命是什麼、生命的起源、生命為什麼如此複雜等基本概念，也論及生命的化學工業、能源政策、遺傳、基因、人的演化、我們為什麼會生病、我們為什麼會老等議題，內容深入淺出，讓一般讀者也有機會一窺分子生物學的奧秘。

以下摘自本書第十一章：

第十一堂課　我們為什麼會生病？

過去人類的疾病很多來自微生物的感染，像細菌感染引起的鼠疫和霍亂，或是病毒感染引起的天花、流感、小兒麻痺和愛滋病等等。但隨著醫藥衛生的進步，食物營養的改善，我們已經控制了大部分這一類型的疾病，或是從人類社會中根除了一些像天花這樣的傳染病，人類壽命因此大幅度的延長。

但我們似乎並沒有擺脫疾病的煩惱，只是在現代文明社會中，要面對的疾病型態和過去的傳染病完全不同。現在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，多半是慢性疾病而且沒有特定的病原菌。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，已經成為生物醫學一個重要的研究方向。同時對基因與疾病之間的關係也有了更多的瞭解。因此「演化醫學」這樣一個新的概念逐漸成熟。也就是從演化的觀點來考察現代疾病可能產生的原因。「演化醫學」的探索，可以提供很多過去對現代文明疾病起因未曾察覺到的線索，也提供了對現代疾病起因瞭解的一個新面向。

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。首先要提出來的是古老身體和現代生活型態錯配（mismatch）理論。這個理論是說：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導致現代文明疾病的產生。這個錯配理論衍生出三個不同的假說，分別討論如下。

從節約基因假說到節約表現型假說

節約基因假說認為，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，因而有了適應暴飲暴食的體質。原始人類狩獵採集，打到獵物後，由於欠缺保存方式，只能馬上把它吃光。此時節約基因就要想辦法，把這些食物好好轉化成脂肪儲存起來，因為不知道下一餐在哪裡。

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，造成肥胖以及後續諸多的文明病。然而那些使我們的身體適合暴飲暴食的節約基因，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）。設想胎兒在母親體內，碰到養分欠缺的環境，胎兒身體就會透過表觀遺傳學的方式，產生能節約使用養分的表徵。這個節約表徵胎兒出生後，仍然會保留下來直至成年。如果這時候生活型態突然改變，讓他們生活在一個富裕的環境中，那伴隨而來的當然就是心血管疾病、糖尿病、高血壓等病症了。

許多研究結果都顯示胎兒在子宮內依然能感受到母體的外在環境，可以透過表觀遺傳的修飾基因，做出適應環境的體質改變。

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。

衛生假說

「衛生假說」（hygiene hypothesis）是說我們的免疫系統很早就演化出一套自我修正的機制，在小孩出生前，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 年出版的一篇標題為〈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，小孩在成長過程中就會接觸到比較多的髒亂環境和病原菌。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。

許多臨床試驗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。

現在更進一步的發展是，人體其實不是只有自己的細胞，而是住著許多微生物的共生生態系。生態系內部各成員間的互動，以及整體對外在環境的反應，都影響我們的健康狀態，而我們對這個生態系的瞭解還極其有限。這些都是未來醫學探索的大方向

（本文摘自《生命為什麼如此神奇？》，由天下文化授權刊載）