澳大利亞的山火燒了三個多月還沒撲滅，印度新德里的有毒煙霧讓當局接連發出最高級別的「紅色預警」，這個冬天，南北半球都在抗擊空氣污染帶來的健康威脅。事實上，全球92%人口的居住地都達不到世界衛生組織的空氣品質標準（PM2.5年平均值≤10μg/m³、PM10年平均值≤20μg/m³）。

汽車和燃料產生的廢氣、室內供熱和煤炭做飯的煙霧、菸草霧化後的毒素……污濁的空氣危害著數十億人，每年可導致2000萬人過早死亡。醫學研究發現，空氣中的毒素不僅會導致肺癌和心臟病，還可能與糖尿病和阿爾茨海默症有聯繫。

但有些人在空氣污染方面，卻展現出了驚人的抵抗力。最新的研究結果認為，答案藏在人類漫長的進化史里，比第一隻香菸點燃、第一輛汽車上路還要早上數百萬年。

亞利桑那州立大學（Arizona State University）的生物學家班傑明·特魯伯（Benjamin Trumble）和南加州大學（University of Southern California）的迦勒·芬奇（Caleb Finch）在2019年12月的《生物學季刊》（Quarterly Review of Biology）上指出：當兩足猿行走在非洲大草原時，就已經被空氣中的毒素困擾了。

兩位科學家認為，我們的祖先進化出了針對這些污染物的防禦措施。如今，這些措施在人們面對煙霧的時候，仍然可以提供有限的保護。但這是把雙刃劍，基因在進化的同時，可能也削弱了我們應對其他疾病的能力。

遠古時期的故事

故事發生在距今約七百萬年前。當時的非洲正逐漸變得更加乾旱。非洲北部是撒哈拉沙漠，而東部和南部則是一片寬廣的草原。

黑猩猩和大猩猩的祖先生活在森林裡，熱帶森林為它們提供了生存空間。而人類的遠古親戚適應了新環境，開始在草原上遊蕩。它們進化出又高又細的框架，非常適合長距離行走和跑步。

空氣是這階段人類祖先面臨的一大挑戰。稀樹草原會定期遭受來自撒哈拉沙漠的強烈沙塵暴，吸入富含二氧化矽的沙塵會導致肺損傷。時至今日，希臘的研究人員還在報告，當撒哈拉沙漠的風吹來，大量患者因呼吸道不適而湧入醫院。除了沙塵之外，早期人類的肺部也可能被草原上大批放牧動物產生的高濃度花粉和糞便顆粒所刺激。

特魯伯和芬奇認為，科學家們應該考慮，這些新挑戰是否通過自然選擇改變了我們的生物遺傳。例如，對香菸煙霧有抵抗力的人，是不是遺傳了那些保護他們遠祖免受山火傷害的基因變體？

兩位科學家分析了MARCO基因，它為生產供肺部免疫細胞使用的分子鉤提供了藍圖。細胞使用這個鉤子清除細菌和顆粒，包括二氧化矽灰塵。研究發現，MARCO基因的人類版本與其他猿類存在明顯差異，這種轉變至少發生在100萬年前。塵土飛揚促使我們的祖先完成了MARCO基因的進化。

後來，人類祖先開始定居並建造庇護所。他們學會了生火做飯、取暖和驅趕昆蟲，煙霧對他們肺部侵襲得越來越厲害，也產生了新的進化壓力。人類開始進化出強大的肝臟酶，以分解從肺部進入血液的毒素。

針對這一論點，賓夕法尼亞州立大學（Penn State University）的分子毒理學家加里·珀德（Gary Perdew）和他的同事提供了新的佐證，他們發現了煙霧驅動另一種基因AHR進化的證據。AHR可以在腸、肺和皮膚的細胞中產生一種蛋白質，這種蛋白質對木煙中的某些化合物有抑制作用，當毒素被蛋白質纏住時，細胞會釋放出分解毒物的酶。

在學會用火之前，人類的祖先本不需要經常使用AHR。理論上，他們的身體可以承受蛋白質造成的有限損害。但是，當人類開始定期呼吸菸霧並不斷需要AHR蛋白時，這種基因就可能對我們的健康構成威脅。

珀德認為，人類進化出較弱的AHR反應是一種折中方案，既可以最大程度地降低空氣污染所帶來的傷害，又不至於引起太多的副作用。這種調整不見得完美，事實證明，今天仍有數百萬人死於室內空氣污染。

工業文明的到來

兩個世紀前，人類開始進入工業文明。清潔的水、改良後的藥物和其他創新讓傳染病不再肆虐，人類平均壽命猛增，但空氣變得更髒了——汽車無處不在，發電廠和煉油廠紛紛拔地而起，菸草公司每年能賣出6.5萬億支香菸。

「如果把過去的500萬年壓縮成一年，那麼直到12月31日晚上11點40分，工業革命才開始。」特魯伯說。「我們生活在人類歷史上最嶄新也最短暫的階段，但我們的身體認為周遭一切都和過去一樣。」

我們的身體用幾十萬年來磨鍊的本能反應抵禦著，最有效的就是炎症。但是，人們開始不斷地發炎，逐漸拖成了慢性炎症。許多研究已經證明，由空氣毒素導致的慢性炎症與疾病之間存在密切聯繫。在大腦中，慢性炎症可能損害我們清除缺陷蛋白質的能力，而隨著這些蛋白質的積累，可能導致老年痴呆。一些病原體也搭上了污染顆粒物的便車，它們從鼻子進入，直接觸達神經末梢，從而引發更多的炎症。

人類在煙燻歷史中產生的一些基因變異可能起到了點作用。但研究人員發現了另一個基因ApoE4，證明在空氣污染日益嚴重的當下，曾經有用的變異也正變得有害。

ApoE4首次面世，是因為它大大增加了患老年痴呆症的風險。最近，研究人員又發現，在工業化國家中，ApoE4增加了暴露於空氣污染導致痴呆的風險。而當研究人員將目光投向農業社會，比如加納貧困村莊的農民或玻利維亞的土著森林居民時，ApoE4卻產生了非常不同的良好效果——傳染病是這些地方的主要死因，而ApoE4增加了人們活到成年並繁衍後代的幾率。

數十萬年前，自然選擇可能就偏愛ApoE4，因為它能提高生存和生育的幾率。但是，這種基因和其他基因所產生的有害副作用，一直到工業文明下煙霧繚繞的現代，才逐漸被人類探明。

原文和圖片來源：New York Times

原文標題：Why Is Air Pollution So Harmful? DNA May Hold the Answer