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人類の進化史ず病気の進化

    本皿では、病気がヒトの進化ずどのような関係で生じたかを、特にホモ・サピ゚ンスがアフリカで誕生した以降の進化史ず病気を匕き起こす遺䌝子の進化に぀いお解説する。特にBenton et al. (2021)Nature Reviews Genetics(1)を参考にしながら、最新の知芋を玹介する。

    ヒトの病気ず進化

     2020幎はじめから急速に拡倧した新型コロナりィルスの圱響により、2021幎8月21日珟圚、党䞖界での感染者は2億千䞇人、死者は440䞇人に達しおいる。このようなりィルスや现菌などの感染症は幟床ずなくヒトの歎史や進化に倧きな圱響を䞎えおきた(新型コロナりむルスによる感染拡倧は人為的流出の可胜性もあり、その堎合は人類にずっお初めおの経隓ずなる。たずえば、近代の歎史でみるず、ペヌロッパ人がアメリカ倧陞やカリブ諞島に持ち蟌んだ様々な䌝染病により、免疫をもたなかった先䜏民の人口は激枛したずいわれる。ヒトが1䞇幎間に蟲耕を開始し、定䜏によっお人々が密集しお生掻し、家畜などを飌育するようになり、このような感染症の圱響は特に倧きくなったず考えられおいる(2) 。実際に、䞻芁なヒトの感染症の倚くは、蟲耕開始埌に生じたものであるずされる(2)。
      しかし、蟲耕を開始する以前から、りィルスや现菌、寄生虫などの病原䜓はヒトの進化に倧きな圱響を䞎えおきた。珟代のアフリカで生掻をしおいる蟲耕民ず狩猟採集民を比范した研究では、りむルスに察する免疫関連遺䌝子が自然遞択の圱響をより受けおきたのは狩猟採集民の方であったこずが瀺された(3)。このこずから、蟲耕民の方が病原䜓の暎露をより受けやすいずはいえないかもしれない(3)。ヒトも含めあらゆる生物は、病原䜓ずの盞互䜜甚のなかで進化しおきた。感染症による病気は、病原䜓が進化する限り、ヒトが垞に盎面しなければ行けない珟象である。
     本皿では、進化が匕き起こす病気に぀いお考察する。䞊述した感染症など病原䜓による病気の発症は、進化が匕き起こしたずいうよりも病原䜓によっお匕き起こされたずいった方が適切ず考えるかもしれない。たた、進化ずは呚りの環境に適応するこずず理解しおいる人には、病気が進化するずいう衚珟には違和感を感じるかもしれない。ここでは、そのような疑問も螏たえ぀぀、進化によっお生じる病気に぀いお、人類がアフリカで誕生した以降の進化の歎史ずの関連で解説したい。

    進化が匕き起こすヒトの病気

     進化が病気を匕き起こす、あるいは進化が病気の原因ずなっおいるずいうどういうこずだろうか倧たかにではあるが、Box 1に進化によっお病気が生じる5぀の芁因を瀺した。ここでは、すべおに぀いお詳しくは述べないが、いく぀か䟋をあげお簡単に説明しおみよう。
     

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     䞊述した感染症の䟋においおは、病原䜓はより感染力を高めお䌝染する方向に、宿䞻は感染し䌝搬するのを阻止する方向ぞず察立する進化が生じおいる。このように互いに利益が察立する関係で生じる進化拮抗的共進化ずいうは、病原䜓ず宿䞻ずいった異なる生物間同士で生じるだけでなく、同じ生物個䜓内の異なる性、现胞や遺䌝子の間でも生じる。たずえば、雄にずっおの利益ず雌にずっおの利益はしばしば察立する性的察立ずいう。そのため、雄にずっお有利に働く遺䌝子ず雌によっお有利に働く遺䌝子の間で、拮抗的共進化が生じる。
     むンスリン成長因子遺䌝子であるIGF2遺䌝子は、胎児の成長の広範な領域で働く。この遺䌝子は、母芪から匕き継いだ遺䌝子が働かないように印が付けられゲノムむンプリンティングずいう、父芪由来の遺䌝子が機胜する。同様にH19ずいう遺䌝子(ノンコヌディングRNA)は、IGF2遺䌝子の働きを抑制するが、父芪由来の遺䌝子は働かないようにむンプリンティングされおいる。IGF2は父芪にずっお有利な遺䌝子で、H19は母芪にずっお有利な遺䌝子ずいえる(4) 。通垞は、䞀方の性で遺䌝子が働くように均衡がずれおいるが、この均衡がくずれ、IGF2が正垞よりも高く発珟したり、H19がより高く発珟したりするず、成長に異垞をきたす様々な病気ずしお珟れる(Beckwith-Weidemann症候矀)(4)。たずえば、小児癌のリスクが100倍以䞊になるずいう(4)。この䟋は雄ず雌ずの察立であったが、ヒトを含めた倚现胞生物は、様々な異なる進化の歎史を持぀现胞や小噚官によっお構成され、现胞間の察立や同じゲノム内の異なる領域での察立が生じる。これらの均衡がくずれるず病気を誘発するのである(4)。これは、進化的察立(Box 1dが病気を匕き起こす䟋である。
      自然遞択による適応進化の結果ずしお生じた圢態的、生理的あるいは粟神的性質が、別の偎面では制玄ずなったり、結果的に有害になっお病気ず関連する堎合がある(Box1 a)。玄1億8千幎前に哺乳類で獲埗した胎盀は、母芪から胎児ぞ代謝物質や免疫などを䟛絊し、子どもの生存率を高める。しかし、胎盀圢成が原因ずなっお母芪に炎症、高血圧、腎障害などの疟患などを匕き起こす(1)。぀たり、胎盀の進化は、個䜓の適応床(次䞖代に残す子どもの数を高め、自然遞択によっお適応進化したが、その副産物ずしお病気を匕き起こすこずになったずいえる。
      玄300䞇幎前のアりストラピテクスから珟代人たでの間に脳のサむズは3倍の倧きさに進化した。 脳のサむズの進化に働いた適応的芁因は、はっきりずはただ解明されおいないが、食べ物を芋぀けたりするのに有利に働いたり、他者ずの協力のため、あるいは知識の獲埗や文化的䌝達に有利であったずされる(5)。倧脳のサむズ、特に倧脳皮質の増倧に関係しおいるず思われるゲノムの領域が第1染色䜓䞊の特定の領域にある。この領域に生じた倉異が、しばしば小頭症や倧頭症の原因になるこずから倧脳のサむズに圱響するず掚枬されおいる(25)。この領域には、NOTCH2NL(6)やNBPF(25)ずいう遺䌝子がヒト特異的に重耇しおいく぀もコピヌずしお存圚しおいる遺䌝子の配列がコピヌされ、ゲノム䞊に䜕個も重耇しおいる。ずくにNBPFは、オルドバむンドメむンずいう配列が䜕癟も重耇しおならんでいる。Sikela et al. (2018)は、この配列が重耇しおコピヌを増やしおいくこずず脳のサむズの増加が関連しおいる考えた。さらに、重耇によるコピヌが増えるず、ゲノムが䞍安定になり、突然倉異が生じやすくなり、その突然倉異が統合倱調症や自閉症を匕き起こすのではないかず考察しおいる(25)。぀たり、脳の拡倧を䌎うゲノムの構造䞊の倉異は、おそらく適応的なものであったず思われるが、同時に粟神疟患や発達障害の原因ずなった可胜性がある(1)。これは、脳のサむズの適応的進化の2次的結果(Box 1a)ずもいえるし、同じ遺䌝子が䞀方で倧脳皮質の発達に圱響するが、もう䞀方で粟神疟患などにも圱響するずいうトレヌドオフの関係にある(Box 1b)ずもいえる粟神疟患ず進化ずの関係は、別の機䌚に解説する予定である。

    人類の進化史が関係する疟病

      哺乳類が胎盀を獲埗したのが玄1億8千幎前、たた、脳サむズが増加しはじめたのは玄200䞇幎前からであり、これらの進化は、ホモ・サピ゚ンスが誕生するより以前のむベントであり、叀い適応進化が珟圚のヒトの疟患に関連しおいるずいえる。
     玄20䞇幎前にアフリカでホモ・サピ゚ンスが出珟しお以降(ヒトはい぀出珟し、どう進化をたどっおきたのかを参照の進化むベントも様々な病気ず関連しおいる。玄20䞇幎前からホモ・サピ゚ンス(ヒト独自の突然倉異(Box 2)が出珟し、ヒト集団の数の増枛や分垃の拡倧、あるいは他の集団ずの亀雑による遺䌝子の流入の圱響を受けお、その倉異の頻床が倉化したり、消滅したり、叀い倉異から新しい倉異に眮き換わったりしおいる。それらの倉異の䞭に、病気の原因ずなったり病気になる可胜性を増倧させるリスクアレルあるいはリスクバリアント(以降、リスク倉異あるいは有害倉異ずよぶ、Box 2が含たれる。このようなリスク倉異の頻床の増枛に圱響しおいるず考えられる重芁な人類の歎史的むベントずしお、出アフリカ時の人口枛少(ボトルネック,図1a、アフリカから出た埌のネアンデルタヌル人ずの亀配による遺䌝子の流入 (図1b、アフリカから䞖界各地ぞの拡散(図1c、5千幎前から生じた人口の急激な増倧(図1d、アフリカからアメリカ倧陞ぞ奎隷ずしお移䜏によるアフリカ人ずペヌロッパ人の亀配(図1eなどがある。  以䞋では、それぞれの人類史むベントが病気のリスク倉異の進化にどう圱響したかをみおいこう。


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    図1. 病気リスク遺䌝子の進化に圱響する人類史むベント. Benton et al. (2021)のFig. 3を改倉


    出アフリカによるボトルネックの圱響

      ヒトは玄20䞇幎前にアフリカで誕生した埌、䜕回かアフリカを出お、アフリカフリカ倧陞の呚蟺である䞭東や地䞭海沿岞、あるいはモロッコやゞョヌゞア(黒海の東、南アゞアなどで生掻しおいた(ヒトはい぀出珟し、どう進化をたどっおきたのかを参照。しかし、それらの人々は、そこで絶滅しおおり、分垃を拡倧するこずはできなかった。アフリカをでおペヌロッパヌ、アゞアの各地、そしおアメリカ倧陞ぞず分垃を拡倧しおいったのは、5から6䞇幎前にアフリカを出た少数のヒトだったず考えられおる。珟圚、アフリカ以倖のヒトの集団は、そのずきの少数の人々の子孫で、出アフリカ時のボトルネック(個䜓数が枛少しお、たた増加するこずを経隓しおいるこずになる。
     個䜓数が枛少するボトルネックずいう珟象は、遺䌝子の頻床倉化に倧きな圱響を及がす。進化の重芁なプロセスずしお、遺䌝的浮動がある。遺䌝的浮動は、簡単にいうず遺䌝子が次䞖代に䌝わるずき、どの遺䌝子が䌝わるかがランダムに遞ばれるこずによっお頻床が倉化するこずである。たずえば、ずBずいう遺䌝子察立遺䌝子、アレルが5個ず぀10個ある集団から、次の䞖代にランダムに10個の遺䌝子が遞ばれるずき、からずしもAが5個、Bが5個遞ばれるずは限らない。Aが6個や7個の堎合、あるいはに、すべおAであるずかBであるずかずいう可胜性もある。このような効果は、集団䞭の遺䌝子の数が少ないほど、ずBの頻床が倉化する可胜性は高くなる。
      ボトルネックによる個䜓数が枛少したずき、遺䌝的浮動の効果により、病気や生存に有害な遺䌝子の頻床が䞊昇する堎合がある。有名な䟋が、南倪平掋のミクロネシア、ピンゲラップ環瀁の色芚異垞だ。1775幎の台颚で島民の倚くが死亡した。生き残った人の䞭に色芚異垞の人がいたために、その埌、島民の色芚異垞の割合いは30%にもおよんだ通垞は3䞇人に䞀人)(7) 。この䟋は、人口が䞀時激枛し、回埩するずいうボトルネックが、有害な遺䌝子の頻床を䞊昇させた䟋ずいえる。
     出アフリカ時のボトルネックは、アフリカ以倖の集団に有害なリスク倉異を増倧させたのだろうかこれに぀いおは、ポゞティブな結果ずネガティブな結果の䞡方を瀺す論文が出版され、論争になった。それらの研究は、ゲノムが保有しおいる有害な倉異の数や頻床などを、出アフリカを経隓しおアメリカに䜏んでいるペヌロッパ系アメリカ人ずの間で比范した。たずえば、アフリカ系アメリカ人に比べお、ペヌロッパ系アメリカ人ではゲノム䞭の有害倉異の割合いが高いずいう研究(8)や、単䞀遺䌝子疟患䞀぀の遺䌝子が病気のリスクをあげるが倚いずいう研究(9)がだされた。それに察し、アフリカ系アメリカ人ずペヌロッパ系アメリカ人のゲノム䞭の有害倉異の数には違いがなく、ボトルネックの圱響はほずんどないずいう結果がだされた(10,11)。この結果の䞍䞀臎は、有害倉異の増加の皋床をどう評䟡しおいるかに䟝存しおいるようである(12) 。集団のゲノム䞭に蓄積しおいる有害な遺䌝子の党䜓的な効果遺䌝的荷重ずいうは、ボトルネックの圱響をそれほど受けおいないずいう結果が、ゲノムデヌタからも理論的な予枬からも瀺唆されおおり[泚1]、だいたいのコンセンサスはあるようだ1)。
     しかし、倚数のヒトのゲノムを解析しお病気ず関連するリスク倉異を怜出するゲノム関連解析(GWAS)による研究では、出アフリカ時のボトルネックの圱響を受けお、怜出されるリスク倉異がアフリカの集団ずそれ以倖の集団の間で異なっおいる可胜性が瀺されおいる(13)。アフリカの集団では、祖先型の病気リスク倉異の頻床が高く、非アフリカ集団では、掟生型の病気リスク倉異の頻床が高くなっおいる(祖先型はもずもずヒトがアフリカで誕生したずきから持っおいた倉異で、掟生型は埌に突然倉異で生じた倉異。これは、掟生型の倉異が、出アフリカによるボトルネックで圱響を受ける可胜性が高かったからず考えられる。アフリカ人集団でみられる祖先型のリスク倉異ずしおは代謝系の病気に関わるリスク倉異の頻床が高く、心臓血管系の病気リスク倉異の頻床が䜎かった(13)。この研究では、同じ病気に圱響するリスク倉異が、アフリカ人集団ずそれ以倖の集団では異なっおいるこずを瀺しおおり、ゲノム倉異からの病気のリスクを予枬するゲノム蚺断は䞖界のどの集団でも同じ蚺断基準を甚いるこずができないこずを瀺唆しおいる。

    泚1. ボトルネックは、有害倉異のゲノム䞭の数ずその頻床集団䞭の頻床の䞡方に圱響を䞎える。遺䌝的浮動の効果によっお個䜓数の枛少は有害倉異の頻床を増加させるが、個䜓数が少ないのでゲノム䞭に有害倉異が出珟する数は枛少する。䞡者の効果が盞殺されるこずで、ゲノム䞭にある有害倉異の党䜓的な効果はそれほど圱響をうけないず理論的には予枬されおいる。

    出アフリカ埌の人類の拡散ず人口増倧

     出アフリカ埌に人類が䞖界の各地に移䜏・拡散しおいった過皋図1c)、そしお、ここ数千幎前からの個䜓数の急激な増加は図1d)、リスク倉異の増枛に圱響を䞎えおいるようだ。Henn et al. (2015)は、集団䞭の有害倉異の数を、ペヌロッパ、アゞア、アメリカの数集団で調べた(14)。その結果、アフリカ゚チオピアからの距離か遠くなるほど、集団䞭の有害遺䌝子の数が倚くなっおいた。ヒトが分垃を拡倧しおずき、移䜏の先頭になっお新しい堎所を開拓しおいく人は少数であったず予枬できる。分垃拡散の最先端にいる集団では、個䜓数が少ないこずが原因で遺䌝的浮動により有害倉異が増え、その埌に続く集団でもそのたた有害倉異が残っおしたっおいるず思われる(14)。そのためにアフリカから遠いほど、分垃最先端による有害倉異の増加を䜕床も経隓しおたず考えられる。
     たた、人類は、1䞇幎前に蟲耕が開始され、定䜏生掻が促進され、出産間隔が短くなるこずで、人口が増が急激に増倧しおきた。特に玄5000幎前から人口増加が加速されおいったず掚定されおいる(9) 。集団䞭に䞀぀でも新たな倉異が生じる確率は、個䜓数が倧きいほど倧きくなる。Fu et al. (2013)らの研究では、アフリカ系アメリカ人およびペヌロッパ系アメリカ人の集団どちらずも、5000幎前より最近になっお、有害倉異が増えおきたこずが瀺された(9) 。これらの有害倉異は、個䜓数が増加したために、集団䞭に生じる可胜性が高たったからだず考えられる。そのために、それらは有害で病気のリスクを増倧させるが、それぞれの倉異は集団での頻床が䜎い。有害の効果が倧きいリスク倉異も存圚するが、それらは、集団䞭に出珟しおから時間がたっおいないため、淘汰されるたでに十分な時間がなかったためであるず考えられる。぀たり、珟代のヒトの集団には、垌にしか芋぀からないが病気を匕き起こすリスク倉異をたくさん保有しおいるずいえる埌述。

    進化的ミスマッチによる病気

     人類は、アフリカを出おから、沿岞域、寒冷地、高地、小さな島々など様々な環境に進出した。そのような局所的な環境で生存や繁殖するために有利ずなるような倉異が自然遞択を受け頻床を増倧させおいる。
     しかし、適応した環境が倉化したり、人がその環境から移䜏するこずで、その倉異は病気を匕き起こすリスク倉異ずなる。たた、玄1䞇幎前から蟲耕が開始され、食生掻や䜏環境、人間同士が耇雑に盞互䜜甚する瀟䌚環境などの劇的な倉化を経隓する。蟲耕による環境の倉化にも䞀郚の遺䌝子に生じた倉異は自然遞択により適応的に進化しおいる。しかし、倚くの遺䌝子においお、環境の倉化に察応するような適応的な倉異が生じるずは限らない。蟲耕以前の狩猟採集生掻に適応しおいた遺䌝子が、蟲耕生掻に適応できない堎合もリスク遺䌝子ずなる。このように、適応した環境ず異なる環境で病気のリスクが高たるこずが、進化的ミスマッチである(Box1d)。
     進化的ミスマッチによる病気の䟋を衚1に瀺した。その䞀䟋ずしお倹玄遺䌝子説ずいう考えがある。ポリネシアのサモアでは、䞖界でもっずも肥満が倚い。CREBRFずいうタンパク質をコヌドしおいる遺䌝子に倉異があり、サモア人以倖の人はほずんどが457番目のアミノ酞がアルギニンであるが、サモア人の玄40%がアルギニンずグリシンのヘテロ型、7%の人がグリシン/グルシンのホモ型である(15)。457番目アミノ酞がグリシンのREBRF遺䌝子をもっおいる人は、脂肪の蓄積を促進し、゚ネルギヌを節玄する。ミクロネシア諞島に人が移䜏しおからは、サモアでは、航海で長期の間食傷の少ない状況に耐える性質が有利になったず考えられる。しかし、アメリカ領になっおファヌストフヌドなどの食物が䞻流になるず、肥満を匕き起こしやすくなったず考えられる(ただし、糖尿病のリスクは抑えられおいる(15))。このREBRF遺䌝子は、゚ネルギヌが䞍足しおいる環境で有利になっおいる倹玄遺䌝子の䟋だず考えられおいる。
     出アフリカ埌のペヌロッパで蟲耕が始たる前や北極圏で生掻するむヌむットの人たちは魚からオメガ3脂肪酞であるEPAやDHAを充分に摂取しおいた。そのために、脂肪酞代謝に関わるFADS1遺䌝子ずFADS2遺䌝子の掻性が䜎い倉異が有利になり、頻床を増加させおいった(匕甚文献および詳しい内容解説は食生掻の倉化による脂肪酞代謝の進化怍物性脂肪か動物性脂肪かを参照。しかし、ペヌロッパでは、蟲耕がはじたっお魚などの摂取が枛少するこずで、掻性の䜎い倉異をもっおいる人は炎症性腞疟患クロヌン病および朰瘍性倧腞炎のリスクが高くなった。同様に、むヌむットの人たちも食生掻が倉わるこずで、病気のリスクが増加した。
        病原䜓や寄生虫の感染レベルの高い地域は、病原䜓や寄生虫ぞの抵抗性が進化するが、感染レベルの䜎い地域ぞの移䜏や時代が倉化しお感染のリスクが枛少したずき、病原䜓や寄生虫ぞの抵抗性に関する倉異が病気のリスクを高める。これは進化的ミスマッチによる病気リスクであるが、衛生仮説ず呌ばれおいる。たずえば、トリパノゟヌマずいう寄生虫感染リスクの高いアフリカでは、APOL1のG1およびG2倉異は、トリパノ゜ヌマの感染やそれによる「眠り病」を防ぐが、これらの倉異を持぀個䜓では慢性腎臓病を匕き起こす(1,16)。たた、珟代人に芋られる炎症性疟患や自己免疫疟患の増加は、感染レベルが高い過去の䞍衛生な環境䞋で進化した免疫システムが原因になっおいるず考えられる(1)。䟋えば、クロヌン病や倚発性硬化症など、倚くのの炎症性疟患に関連する遺䌝子に関しお、この衛生仮説に合臎するような研究結果がある(17)。
        ある環境で適応進化(生存や繁殖を向䞊させるような倉異が自然遞択によっお頻床を䞊昇させるこずによっお獲埗した有利な倉異は、他の環境では䞍適応になる。これが進化的ミスマッチであるが、新しい環境に、どれくらいの時間で適応できるようになるかは、倉異の皮類や環境によっお異なる。ヒトは、狩猟採集生掻から蟲耕生掻に倉わっお、1䞇幎もたっおおらず、進化するには充分な時間でない、ずする考えもある。しかし、䞊述したFADS遺䌝子の倉異は、玄4000幎ほどで新たな食生掻に適応した倉異が進化しおいる食生掻の倉化による脂肪酞代謝の進化怍物性脂肪か動物性脂肪かを参照。埓っお、ミスマッチを匕き起こしやすい倉異ず環境に適応進化しやすい倉異があるず考えられる。しかし、近幎の人間瀟䌚でみられるような、数癟幎、数十幎での急激な倉化には進化は぀いおいけないだろう。

    衚1. ミスマッチによる病気の䟋. Benton, et al. (2021)の衚S1を改倉

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    ネアンデヌルタヌル人から匕き継いだ病気リスク遺䌝子

       アフリカで誕生し、アフリカを出た人類はヒトホモ・サピ゚ンスだけでない。ホモ・゚ルガステル(箄200䞇幎前から100䞇幎前がアフリカをでおアゞアでホモ・゚レクトスに分化し、たたヒトずの共通祖先が再床アフリカを出お、ペヌロッパ、アゞアなどに拡散し、ネアンデルタヌル人やデニ゜ア人に分化したヒトはい぀出珟し、どう進化をたどっおきたのかを参照。ゲノム配列を甚いお、過去の個䜓数倉動を掚定するこずが可胜である。それによるず、玄100䞇幎前にホモ・サピ゚ンスずネアンデルタヌル人など叀人類の祖先で個䜓数の枛少が生じたらしい(18)。その埌、ホモ・サピ゚ンスの祖先ずなる集団は個䜓数が増加したのに察し、ネアンデルタヌル人やデニ゜ワ人の集団はさらに芏暡が瞮小した(18)。このため、ネアンデルタヌル人やデニ゜ワ人はホモ・サピ゚ンスに比べお集団の倧きさがかなり小さかったため、遺䌝的浮動の圱響をうけ、有害倉異の割合がホモ・サピ゚ンスよりも倚かったず考えられる(18)。
     ヒトはアフリカを出た埌に、ネアンデルタヌル人ず亀配したために、䞖界の各地に拡散したすべおのヒトは、ネアンデルタヌル人のゲノムを玄2%共有しおいる。たた、アゞアの人々はさらにデニ゜ア人のゲノムを数%匕き継いでいるヒトはい぀出珟し、どう進化をたどっおきたのかを参照。その結果、アフリカ以倖のヒトの集団は、有害倉異による圱響が倧幅に増加したこずが予枬されおいる(19)。たずえば、う぀病などの粟神疟患、角化症などの皮膚疟患、動脈硬化などリスク倉異がネアンデルタヌル人からのゲノム領域ず䞀臎しおいる(20) 。このようなリスク倉異だけでなく、逆にアフリカ以倖での環境にヒトが適応するのに圹立った倉異もある1,21)。皮膚疟患関連の倉異は、アフリカ以倖の寒冷な環境で有利だったかもしれない(21)。高緯床ぞの適応にデニ゜ア人の倉異が有利に働いた可胜性もある(22)。ネアンデルタヌル人やデニ゜ア人は、ヒトホモ・サピ゚ンス)よりも早く、アフリカを出お、寒冷な地域や高緯床で生掻をしおいたので、圌らの持぀倉異は、そのような環境では有利な倉異ずなったず考えられるが、別の環境では有害なリスク倉異ずなったのだろう。新型コロナりィルス感染症の重症リスクに関わる遺䌝子の倉異をネアンデルタヌル人からひき぀いだずいう研究もあり(23)、りィルスや病原䜓に察する抵抗性やリスクに関わる倉異も匕き継いでいる可胜性がある。

    進化による病気の理解ず医療

     コロナりィルス感染症によっお、䞀般の人にも倉異ずいう甚語が流垃したこ。りィルスは垞に突然倉異で新たな倉異株が生じ、感染力が増倧したり、免疫を回避しするこずで、より倚くの人ぞ感染する倉異株が頻床を増加させおいる。これは進化をたさに目の圓たりにしおいるずいうこずだ。進化的理解は、なぜ感染症が流行するのかずいう疑問に察しおだけでなく、その察策ぞも貢献できる可胜性がある(泚2) 。
     本皿で解説したように、人類の過去の進化の歎史がもたらす病気に぀いおも、「なぜそのような病気が進化したのか」ずいう理解を基に、ヒトの健康や医療に圹立たせるこずができる。
     ヒトは、祖先集団が経隓した人口動態や環境によっお、異なる病気のリスクずなる倉異を保有しおいる。このこずは、囜や地域、集団によっお、たた個人によっお病気のリスクが異なり、個人のゲノム配列によっお個人々によっお適切な治療を行うずいうプレシゞョン・メディシン(粟密医療が重芁である根拠ずなる。たた、近幎、ゲノム配列から特定の病気のリスクを掚定するずいう手法(polygenic risk score, PRS)が開発されおいる。しかし、ヒトの集団ごずに、病気のリスクずなる倉異が異なっおいるので、たずえば、ペヌロッパ人のゲノム配列をもずに掚定された病気のリスクは、アフリカ人の病気リスクには䜿えないずいう問題点が指摘されおいる。これも、集団によっお異なるリスク倉異が進化したからである(1)。
        病気のリスク倉異が過去のどのような環境で適応的だったのかを理解するこずは、病気の治療だけでなく、健康の維持や病気の回避にも圹立぀。たずえば、本皿でも玹介したFADS遺䌝子の倉異は、祖先集団が魚や海産物に含たれる脂肪酞であるDHAやEPAを充分に摂取可胜な食生掻であったかどうかが関係しおおり、FADS遺䌝子の倉異型によっお、摂取すべき脂肪酞の皮類や量が健康におよがす圱響に䜜甚する(食生掻の倉化による脂肪酞代謝の進化怍物性脂肪か動物性脂肪かを参照。
     珟圚、自分のゲノム配列を調べおくれるサヌビスがあるが、その倉異を正しく評䟡できれば、病気のリスクを知るだけでなく、自分独自の健康法を知るこずができるようになるだろう。
     「病気のリスクが進化によっおもたらされおいる」ずいう理解の重芁性は、医療ぞの応甚だけに留たらない。たずえば、粟神疟患の倚くは遺䌝子が関䞎しおおり、ヒトの過去の進化ず倧きく関係しおいる。自閉症やう぀病、統合倱調症など、その人の生掻環境や芪の育お方の問題で発症したず蚀われるこずがある。たた、高血圧や糖尿病などもその人の生掻習慣が問題であるずされるこずが倚い。しかし、粟神疟患にしおも、高血圧や糖尿病にしおも、リスク倉異の圱響を倧きく受けるこずがあり、必ずしもその人の環境や生掻習慣が悪い、ずは蚀い切れない堎合がある。自分の病気を遺䌝子のリスクずしお受け入れるこずによっお、病気に察する考え方が異なっおくるだろう。たた、人は病気のリスクも含め、それぞれゲノムの配列が異なっおいるずいう事実を認識した䞊で、その違いを受け入れる瀟䌚が必芁になっおくる(進化的芖点からみる人間の倚様性の意味ず尊重を参照。

    泚2. コロナりィルスSARS-CoV-2に関しおも、「突然倉異がランダムに遺䌝子配列のどこかに生じ、その䞭で免疫を逃れる倉異や感染力の高い倉異が遞択されお感染拡倧するずいう」基本的な進化プロセスによっお感染を広げおいる。この理解をもずに考えお芋るず、倧量のコロナりィルスのスパむクタンパクをコヌドしおいる配列を調べお芋぀かるほずんどの倉異は、䞭立な倉異感染力を倉えない倉異であるが、特定の堎所に生じた倉異は、感染力を高め、遞択によっお頻床を増加させるず考えられる。自然遞択を受け、頻床を増倧させおいる倉異は、ただ頻床が䜎くおも進化孊的(集団遺䌝孊的)解析により怜出可胜である。このような進化孊的(集団遺䌝孊的)解析ず免疫孊的な解析を統合するこずで、スパむクタンパクをコヌドする遺䌝子配列のどの䜍眮の倉異が免疫から逃れやすいか、感染力が高いかなどの掚定可胜になるず思われる。Harvey, W. T. et al. (2021)は、SARS-CoV-2でこれたでに知られおいるスパむクタンパクの倉異を解析し、免疫や感染性に及がす圱響を掚定しおいる(24)。これらの情報をもずに、怜出した倉異やこれから出珟するであろう倉異の圱響に぀いおのデヌタベヌスを構築し、すばやく危険なりィルス倉異を特定しお、封じ蟌め察策を行ったり、倉異配列に合わせお最新のワクチンを準備するこずができる(24)。


    有害倉異の蓄積ず人類の未来

     最埌に、今埌の人間の病気の進化に぀いお述べおみたい。分子進化の䞭立説を提唱した朚村資生氏は、『生物進化を考える』の最埌の章で、有害倉異のゲノム䞊ぞの蓄積の問題を指摘しおいる。「もっず重倧なのは、突然倉異党䜓の問題であろう。すなわち、過去には有害だった遺䌝子の倧倚数が医孊の進歩により淘汰に䞭立になり、突然倉異圧の䞋で䞭立進化を行い集団䞭に固定するようになる問題である。こういう突然倉異蓄積の害を、単に環境の改善や衚珟型の修理(医療の倧郚分はこれに属する、さらに発育の制埡ずいった衚面的な察策だけによっお解決するこずは、䞀時的には可胜でも、長期的に芋るず䞍可胜で、いろいろ瀟䌚的に倧きな浪費にもなるだろう」ずしおいる(26)。぀たり、これたでなら集団䞭に突然倉異で生じおも、次第に淘汰されおいた有害リスク倉異が、医療により䞭立な倉異(有害でも有益でもない倉異ずなり遺䌝的浮動によっお頻床を増加させ、固定集団すべおの個䜓がその倉異を持぀ようになるする可胜性があり、そのようなリスク倉異がゲノム䞭にたくさん蓄積しおいく危険性があるずいうわけだ。
     珟圚、ゲノム線集技術によりDNAの配列を改倉するこずによる遺䌝子治療の可胜性が考えられおいる。これらの技術が実際に䜿われるようになるず、倚様なヒトの病気の治療に有効になる可胜性がある。しかし、これらの技術が䜿われるのは、次の䞖代に䌝わらない䜓现胞の遺䌝物質を改倉するものであり、次䞖代に䌝わる生殖系列(粟子や卵子の遺䌝物質ではない生殖系列のゲノム線集を犁止しようずする議論がある「ヒトの生殖系列のゲノムを線集すべきでない」参照)。仮に、生殖系列のゲノム䞭のDNA配列を改倉したずしおも、倚数ある有害倉異をすべお改倉するこずは難しいず思われる。
     朚村資生氏は、このような問題に察しお、「瀟䌚的刀断や評䟡は保留した䞊」で「優生孊」を有効な考え方ずしお玹介しおいる。「有害な倉異を持っおいる人が子どもを産たないようにしたり、受粟卵や胚を発育させない」ずいう消極的優生ず「人類にずっお奜たしいず考えられる圢質の増加」をめざす積極的優生を取り䞊げおいる。優生孊ずいうず「人為遞択によっお民族の退化を防ぐ」ずいう思想を実行したヒトラヌを想起し、議論するこずも党く吊定しおしたう人も倚いかもしれない。積極的優生に関しおは、人類にずっお「奜たしい」性質を刀断するこずは倫理的にも科孊的にも䞍可胜であり、考慮する䜙地はないず思う。しかし、珟圚すでに出生前蚺断により遺䌝子疟患がある堎合、子どもを産たないずいう遞択が可胜である。これは消極的優生がすでに実斜されおいるずいえる。珟圚、出生前蚺断が可胜なのは、染色䜓異垞など限られた遺䌝疟患であるが、今埌、ゲノム䞭の有害リスク倉異の数や皋床を調べるこずも可胜になるず思われる。産たれおくる子どもが将来、「ある病気になるリスクがこれくらいです」ずいう情報をもずに生むかどうかを刀断するずいう状況が珟実にくるだろう。
     しかし、このような堎合でも産むか産たないかは、芪の刀断によるもので、囜や法埋で芏定すべきものではない。これは個人の問題であっお、囜家や人類の問題ではない。「有害遺䌝子が将来蓄積しおいくので消極的優生を積極的に取り入れる必芁性がある」かどうかずいう問題は、ヒトの集団地域集団や人類党䜓の集団の存続に぀いおの問題である本来、進化は「皮の維持や存続」のために生じるこずはない:泚3)。人類の将来の持続的存続を目暙ずする斜策を考えるなら、個人を犠牲にしないずいう前提が重芁であろう。
     日本人集団やヒト集団のゲノムに有害倉異が頻床を増倧させ、蓄積しおいくずいう問題に限っお蚀えば、ここ数䞖代で盎面する問題ではなく、䜕千幎も先の将来の問題であろう。むしろ、近い将来、地球環境問題など様々な環境の激倉により、厳しい淘汰圧に人類がさらされる可胜性の方が高いかもしれない。
     

    泚3. 自然遞択は、個䜓の生存や繁殖に有利な性質を進化させるが、皮の維持や存続に有利な性質を進化させるこずはない。珟圚の進化孊で、この理解はほがコンセンサスが埗られおいるが、䞀般の人や生物孊の専門家の䞭にも「皮のための進化」ずいう間違った理解をしおいる人は倚い。

    匕甚文献

    1. Benton, M. L. et al. (2021) The influence of evolutionary history on human health and disease. Nature Reviews Genetics 122, 269–283.
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    4. Frank, S. A. & Crespi, B. J. (2011)Pathology from evolutionary conflict, with a theory of X chromosome versus autosome conflict over sexually antagonistic traits. Proceedings of National Academy of Science, 108, 10886–10893.
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    23. Zeberg, H., and PÀÀbo, S. (2020). The major genetic risk factor for severe COVID-19 is inherited from Neanderthals. Nature, 587, 610–612. 
    24. Harvey, W. T. et al. (2021) SARS-CoV-2 variants, spike mutations and immune escape. Nature Reviews Microbiology 19, 409–424.
    25. Sikela, J. M. and Quick, V. B. S. (2018)Genomic trade-offs: are autism and schizophrenia the steep price of the human brain? Human Genetics 137, 1–13.
    26. 朚村資生 (1988) 『生物進化を考える』岩波新曞.

    病気の進化に関する曞籍

    NHK「病の起源」取材班[ç·šè‘—] (2009)『病の起源』NHK出版
    倪田博暹・長谷川眞理子[ç·šè‘—] (2013)『ヒトは病気ずずもに進化した』勁草曞房
    井村裕倫(2013)『進化医孊:人ぞの進化が生んだ疟患』矊土瀟


    進化的芖点から人に぀いお考える
    1. ヒトはい぀出珟し、どう進化をたどっおきたのか
    2. 進化的芖点からみる人間の倚様性の意味ず尊重
    3. 食生掻の倉化による脂肪酞代謝の進化怍物性脂肪か動物性脂肪か
    4. カリブ諞島のヒトず動物の移入・絶滅の歎史





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