科学家们正在从其他雌性动物身上了解女性健康

在我身后舞台巨大的屏幕上，一群长颈鹿冲过一片稀树草原。视频设置为循环播放，长颈鹿们不知疲倦地奔跑着，让我有时间慢慢地倾身越过讲台，问我的听众：“你们发现怀孕的长颈鹿了吗？”我正在斯德哥尔摩举行的2019年诺贝尔会议上发表全体会议演讲。那年会议的主题是生物启发医学——在自然界中寻找解决人类健康问题的方法——我想引起人们对女性和其他雌性动物之间联系的关注。

作为一名心脏病专家和进化生物学家，多年来我一直在哈佛大学和加州大学洛杉矶分校的课程中向医学生们提出关于长颈鹿的这个问题，所以我知道它已按计划奏效。我看着人群扫描着长颈鹿群，寻找怀孕的迹象——隆起的肚子，行动迟缓的准妈妈。我怀疑，在场的科学家和医生们，即使有人考虑过这个问题，也是在第一次看到这个场景时才想到的。这正是我的观点。鉴于女性健康挑战（如怀孕）对物种（包括我们自己）生存的重要性，野生环境中女性生活的现实难道不应该不仅仅是医生和生物医学研究人员的附带想法吗？

掠食者对所有猎物物种的生存都构成日常威胁，它们不会给怀孕的动物放行。即使在怀孕的最后、最重的日子里，雌性也必须躲避掠食者。为了做到这一点，它们进化出了令人印象深刻的生理适应性。

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以一头怀孕近15个月的最后几周的长颈鹿为例。它已经增重数百磅——仅它的胎儿就重达150磅，但如果加上胎盘、额外的液体和脂肪，负荷会重得多。然而，怀孕的长颈鹿似乎和未怀孕的长颈鹿一样跑得快。如果它们不能，掠食者会迅速将它们作为容易捕获的猎物。那将是这只母亲、它孕育的小长颈鹿以及最终整个物种的末日。

当我公开赞赏长颈鹿的妊娠期运动能力时，我私下里有点难堪地回忆起，作为一名心脏病专家，在我自己怀孕的最后几周，我感觉自己多么不运动——多么不像长颈鹿。我是对医院医疗紧急情况的代码蓝色警报反应最慢的医生。我爬两层楼梯就变得气喘吁吁、筋疲力尽，以至于有一次，在去心脏骤停现场的路上，另一位医生把我拉到一边，表达了对我心脏健康的担忧。

我理解他们为什么担心。在怀孕后期，女性有患上先兆子痫和心力衰竭等危及生命的疾病的风险。即使是健康的怀孕也会给心脏带来巨大的压力。循环血量增加了近50%。为了应对这种增加的工作量，心脏的心肌细胞和泵血腔室必须在大小和形状上生长和转变。心脏病专家使用“重塑”一词来描述这些变化，但当事情出错时，后果远比沙发位置不当破坏风水严重得多。怀孕期间心肌细胞重塑方式出现问题与心脏功能下降甚至产后不久的心力衰竭有关。

幸运的是，我的心脏健康结果证明没问题：我气短和疲劳的根源是到妊娠晚期我增加的近40磅胎儿、液体和脂肪。在怀孕的最后几周放慢速度对于人类来说是完全正常的——包括可以使用电梯而不是冲上楼梯的女性心脏病专家。

但在野外，怀孕的动物必须保持速度和耐力才能保命。对于怀孕的瞪羚、斑马和其他猎物物种来说，快速逃跑的能力可以保护它们免受捕食。追逐的动物通常也是雌性，有时也是怀孕的。为了避免饥饿，怀孕的猎豹、鬣狗和其他掠食者需要追逐、超越和捕获逃跑的猎物。一个怀孕的雌性无法躲避掠食者或捕获食物的物种注定要灭绝。

我已经对其他物种的雌性如何适应这些挑战着迷。我现在研究它们的生物学，以寻找可能解决女性健康问题的方法，从心力衰竭到乳腺癌。这个研究领域仍处于新兴阶段，但它已经产生了洞见，可能为一些最普遍的人类健康问题带来救命的疗法。

缺失的雌性

作为一名20世纪90年代的年轻医学教授，我从未想到过多种物种的方法。在我职业生涯的最初10年里，我治疗了多种形式的心脏病，但始终只在一个物种身上——我们自己。然后在2005年，我成为洛杉矶动物园的心血管顾问。（动物园兽医偶尔会邀请医生对诊断进行权衡或协助医疗程序，特别是当这些疾病在人类中比在非人类动物中更为常见时。）我的患者名单扩大到包括大型猿类、熊、狮子和猛禽等。我的正规医学教育中没有包括动物健康，所以学习曲线很陡峭。动物园的兽医和动物本身成了我的老师，我了解到，影响我人类患者的大多数疾病——心血管疾病和癌症等——也可能在其他物种中发生。

多年来，我越来越相信，跨物种医学可以为我的患者揭示传统以人为中心的 approach 未能揭示的洞见。我与博物学家和科学作家凯瑟琳·鲍尔斯合作，我的使命是提高人们对动物健康与人类健康相关性的认识，启动教育和专业项目，领导研究团队，并撰写书籍，旨在拉近人类医学、兽医学和进化生物学领域之间的距离。对这些努力的接受大多是积极的，但我从我自己的医学领域收到了令人惊讶程度的抵制。一些医生似乎抵制将他们的患者和其他物种的健康联系起来（除了动物向人类传播某些疾病之外）。也许他们对兽医可以教他们关于人类患者的知识这一令人谦卑的概念有异议。

我可以看到，人类例外论深深地扎根于我们的医学传统中。人们一直不乐于接受人类是动物。我的经验是，人类健康专业人员本能地认为他们在患者身上治疗的疾病是我们物种独有的。（事实并非如此。）

人类中心主义并不是唯一阻碍医学科学进步的扭曲的世界观。生物医学研究长期以来也一直侧重于男性，而排除了女性。直到1993年，美国国立卫生研究院才要求他们资助的临床试验纳入女性——甚至是对已知在女性中比男性更常见的疾病的研究。令人难以置信的是，直到2015年，美国国立卫生研究院才强制要求在新的医疗治疗方法的临床前安全性研究中纳入雌性实验动物。不将女性纳入生物医学研究是有理由的：研究人员希望避免动情周期可能产生的混淆效应，动情周期可能会引入在男性身上看不到的生理和行为变化，他们希望保护可能怀孕的妇女和胎儿免受沙利度胺类悲剧的影响。然而，无论这些研究人员的意图多么良好，将女性排除在研究之外已被证明对女性健康造成了巨大的损害。

为了弥补我们医学知识的空白，我开始将我的跨物种研究重点放在女性健康的主要挑战上。人类和非人类雌性之间的健康联系并不难找到。我已经发表了关于火烈鸟、蟒蛇、鱼类和人类卵巢癌的研究；举办了关于大型猿类（包括我们）、蝙蝠和树鼩月经困难的专题讨论会；并与对奶牛泌乳有深入了解的奶牛兽医合作，以帮助患有常见母乳喂养问题的女性。这些经历不仅改变了我对我患者的理解，也改变了我对我自己作为一名女性的理解。我了解到，当涉及到我健康的某些方面时，我可能与其他雌性动物比与我的丈夫、兄弟、儿子或我生命中的其他男人有更多的共同之处。我将连接人类和动物雌性的共同纽带称为“物种姐妹情谊”。

狮子也会得乳腺癌

我第一次瞥见雌性动物之间的联系是在2012年在洛杉矶动物园检查一只老年雌狮库奇时。手术后，狮子的心跳听起来与经历过相同手术的人类的心跳几乎相同。因此，当我将听诊器压在库奇巨大、毛茸茸的胸膛上时，传来的清晰的“lub-dup, lub-dups”声让我放心。这意味着我们从它心脏周围的囊中移除的危险积液没有返回。然而，关于积液原因的病理报告尚未返回，兽医们担心这可能是转移性乳腺癌。这种特殊担忧有两个原因。首先，乳腺癌是有时会扩散到心脏的肿瘤之一，会引起炎症和威胁库奇生命的积液。兽医们解释说，另一个原因是，与其他动物园动物相比，狮子、美洲虎、猎豹和其他猫科动物特别容易患乳腺癌。

人类和动物健康之间的这种联系是私人的。乳腺癌是许多女性的健康问题，我也不例外。在我第一次了解到猫科动物的乳腺癌时，我正在接受BRCA突变的检测，此前我曾做过几次临界乳腺活检。众所周知，BRCA突变会增加女性患乳腺癌和卵巢癌的风险。令我惊讶的是，我了解到BRCA突变也会增加某些犬种（包括查理王小猎犬）和某些其他食肉动物的风险。在我多年照顾患有乳腺癌的女性以及一些男性患者的过程中，我没有考虑过其他哪些物种也可能易受影响。事实上，正如我在最近发表的一项研究中表明的那样，乳腺癌几乎是所有哺乳动物谱系都面临的威胁，病例遍布从袋鼠和考拉到袋熊和水牛的生物。

最终，库奇和我都幸运。库奇的积液结果证明不是癌性的，它又活了四年。我的BRCA突变检测呈阴性，我的活检也没有显示乳腺癌。其他生物就没有那么幸运了。但我们已经从它们的不幸中吸取了教训。

鲸鱼通常不会患乳腺癌——白血病和淋巴瘤是更常见的鲸类癌症。因此，当研究人员发现，在1983年至1999年期间，他们在蒙特利尔附近的圣劳伦斯河口及其周围检查的死亡白鲸中，有27%死于乳腺癌时，他们的发现引发了疑问。

为了寻找原因，调查人员很快锁定了河口附近的几家炼铝厂，这些工厂排放已知会诱发乳腺癌和其他癌症的化学物质。科学家们确定，这些化学物质可能不仅导致了鲸鱼的疾病，也导致了居住在该地区的人类的疾病，这些人类自身的癌症发病率也异常高。认识到生活在这个城市水道中的哺乳动物的乳腺癌“流行病”有助于提醒当局注意对人类健康也构成威胁的环境危害。

就像英国煤矿工人随身携带的金丝雀来检测矿井中是否存在有害气体一样，雌性白鲸发出信号，表明污染物正在危及人类。今天，日益严重的污染与许多女性健康挑战有关，包括癌症、不孕症、早产和其他女性生殖系统疾病。生活在人类社区周围的非人类雌性动物越来越多地暴露于与妇女和女孩相同的污染物中，因为曾经分隔人类和动物环境的界限变得模糊。简而言之，雌性动物的健康对我们自身来说太重要了，不容忽视。所有雌性动物——包括妇女和女孩——现在都是彼此的金丝雀。我们的煤矿是我们共同的星球。

长颈鹿避免心力衰竭

雌性动物之间的联系不仅限于共同的脆弱性。姐妹情谊中的一些成员已经进化出独特的生理机能来防御疾病。一些雌性动物的非凡生物学特性使它们免于成为每年夺走数百万女性生命的疾病的受害者。为了理解这种独特的生物学特性是如何和为什么进化的，以及它如何能够拯救女性的生命，请考虑我对长颈鹿及其难以置信的长脖子进化的新看法。

回到1150万年前，现代长颈鹿及其最近的进化近亲霍加狓的共同祖先漫步在今天的非洲。其中一些祖先游荡到雨林和今天的刚果，最终产生了霍加狓。其他祖先迁徙到稀树草原，产生了长颈鹿。这些不同的环境有助于在这两个谱系中产生非常不同的脖子。在雨林中，霍加狓能够凭借非常好的，虽然并不壮观的脖子生存和繁荣。相比之下，长颈鹿祖先的环境缺乏茂密的树叶来隐藏。在开阔的草原环境中，更长的脖子将允许视野扫描和更早地发现掠食者。与此同时，变得更高可能使原始长颈鹿更好地获得有时有限的树叶。

脖子将头部置于离心脏超过2.5米的地方的一个缺点是，这个至关重要的肌肉每次搏动都必须更加努力地将血液垂直推送到大脑。心脏的这种更大压力就是我们所说的血压，在健康的长颈鹿中，收缩压（心脏收缩时的压力）可能超过250毫米汞柱（mm Hg），而健康人的收缩压为120毫米汞柱或更低。

通常，高血压的问题在于，当像心脏这样的肌肉更努力地工作时，它会增厚。在人类和小鼠中，当心脏以这种方式增厚时，它们会形成疤痕样组织，称为纤维化。心脏变得比正常情况更僵硬，限制了个体可以移动的距离或速度。更糟糕的是，高血压，也称为高血压，会随着时间的推移损害和削弱心脏。在人类中，它会导致一种称为HFpEF（射血分数保留型心力衰竭，发音为“hef-pef”）的疾病，导致疲惫、气短，甚至可能导致死亡。HFpEF是女性心力衰竭的主要原因，仅在美国每年就导致数万人死亡。

在广阔的稀树草原上，这种僵硬可能会减慢动物的速度，威胁到它的生存。你好，狮子；再见，长颈鹿。但是长颈鹿已经找到了解决办法。尽管长颈鹿的血压远高于人类患者会受到医生严厉训斥的水平，但雄性和雌性长颈鹿都可以以躲避狮子的速度奔跑，而且它们似乎对HFpEF具有抵抗力。最近的基因组研究暗示了长颈鹿如何能够无视限制较矮动物的规则。

在过去的几年里，中国西安西北工业大学的刘畅和他的同事发表了长颈鹿、霍加狓和其他相关动物的高质量基因组。他们发现了长颈鹿基因组中的几种突变，这些突变在其他物种中没有发现。受影响的基因之一FGFRL1与高血压有关，高血压会导致人类心力衰竭。长颈鹿FGFRL1能否解释这种长颈物种对与血压升高相关的疾病的抵抗力？

为了找出答案，科学家们测试了两组小鼠，看看每组小鼠对引起血压升高的激素输注的反应。第一组小鼠是“野生型”，这意味着它们的所有基因，包括FGFRL1，都是小鼠基因。第二组小鼠的FGFRL1序列使用CRISPR技术进行了编辑，以模仿长颈鹿的序列。在暴露于升血压化学物质28天后，野生型小鼠出现高水平的纤维化，这是高血压引起的心力衰竭患者的常见发现。相比之下，具有长颈鹿FGFRL1的小鼠的心脏几乎没有纤维化。这一发现表明，长颈鹿可能进化出一种独特的能力来抑制心脏的一些有害纤维化。

长颈鹿似乎也进化出了机制来抵抗高血压的其他有害影响，包括妊娠期高血压。在人类中，妊娠期高血压——怀孕期间出现高血压——是病理性的。作为胎儿和孕产妇死亡的主要原因，它在全球高达25%的妊娠中发生，并且呈上升趋势。相比之下，对于怀孕的长颈鹿来说，较高的血压是正常的，母亲和幼崽似乎都没有因此而遭受任何后果。我已经召集了一个由兽医、病理学家和妇产科医生组成的团队，以揭示保护长颈鹿免受妊娠期高血压影响的独特生物学特性。我们正在比较长颈鹿和霍加狓的胎盘，寻找这种性状进化的线索。

弄清楚如何利用我们从雌性动物研究中获得的知识来预防女性疾病需要时间。但原理很明确：许多对女性健康的最大威胁可能已经在其他物种中被消除。解决办法就在那里，在我们与我们共享地球的动物的身体中。正如我们人类可能拥有的才智一样，自然世界甚至更聪明。根据查尔斯·达尔文自己的说法，进化解决问题的能力“远远优于人类的微薄努力”。

蕾切尔·卡森是我的科学英雄之一，不仅因为她发起了现代环境运动，还因为她认识到物种之间强大的联系。“在自然界中，”她写道，“没有什么是孤立存在的。”我想补充一点，没有哪个雌性是孤立存在的。物种姐妹情谊的成员通过共同的祖先以及作为雌性动物的共同挑战和乐趣联系在一起。

编者注（5/25/23）：方框“压力之下”在发布后进行了编辑，以更正心脏的插图。文本此前于3月17日进行了修订，以更正芭芭拉·纳特森-霍洛维茨在洛杉矶动物园检查一只老年雌狮的日期。