前言

本期“科学的担当”专栏由生物学家吴家睿撰写。

吴家睿认为，尽管科学已经渗透到人类几乎所有的活动中，但我们还是需要认真反思科学研究的意义及其在社会活动中的担当。答案不是像人们想象的那样简单，也并非显而易见。在健康医学领域，“科学”与“担当”的关系是“知难行易”；虽然科学在维护人类健康和抗击疾病方面发挥了重大作用，但不能绝对化，盲目迷信；科学不是在任何情况下都能够担当，也不是只有科学才能够担当。

---

 

科学与担当正好对应于中国文化的一个重要命题： “知” 与 “行”；科学为 “知” —— “格物致知”；担当为 “行” —— “身体力行”。

 

撰文 | 吴家睿（中国科学院生物化学与细胞生物学研究所）

 

“知” 与 “行” 是中国思想史的一个重要议题。这个议题主要涉及到两层含义。首先是“知”与“行”的相互关系。近代教育家陶行知先生认为，“行是知之始，知是行之成”；正是基于这样的认识，他把自己原来的名字 “知行” 改为“行知”。其次是 “知”与 “行” 的难易程度。中国古代有“非知之艰，行之惟艰”的说法，而近代革命家孙中山先生则提出相反的观点：“行之非艰，而知之惟艰”，即“知难行易”。

 

在笔者看来，科学与担当正好对应于 “知” 与 “行”，科学为 “知” —— “格物致知”；担当为 “行” —— “身体力行”。随着科学在近代西方社会的成长壮大，人们形成了这样一种基本的思维定式：科学是行动的基本指南，一切正确的行动都建立在科学研究获取的知识之上。现代西方社会对 “知” 与 “行” 的相互关系是这样认定的：首先需要开展科学研究以获取知识；然后在知识的指导下开展行动。值得注意的是，这种思维方式实际上已经暗含了一个假设： “知易行难”。

 

现代西方医学采取的也正是这种思维定式。因此，不难理解为什么当前的主流医学被称为 “循证医学”（Evidence-based Medicine）——各种临床实践活动都需要遵循科学证据的指导，而这些科学证据通常源自基础研究和临床研究。西方发达国家在生物医学研究领域投入了大量的人力和物力，如美国国立卫生研究院（National Institutes of Health, NIH）的年度预算就占了美国政府科学研究经费的百分之六十左右。有统计指出，仅2010年度全球生物医学研究领域投入的经费就高达2400亿美元，其中三分之二都用于基础研究。但是，面对当前肿瘤、糖尿病和神经退行性疾病等慢性病的巨大挑战，我们需要反思这种思维定式在健康领域的合理性，重新梳理一下什么样的应对措施抗击慢性病更为有效。

 

1. 健康医学研究并非易事

 

人体是复杂系统，涉及到成千上万种基因和蛋白质等不同生物分子之间的相互作用，涉及到从分子到细胞到组织器官不同层次的相互作用；而且不同的个体之间有着明显的个体差异。糖尿病和肿瘤等慢性病不同于传染病，是人体自身出了问题，属于复杂性疾病，要想研究清楚疾病发生发展机制并找到相应的对策绝非易事。

 

最有代表性的就是肿瘤研究。美国政府1971年发动了抗击肿瘤的 “战争”（Waron cancer）。在随后40年间，在肿瘤研究方面美国政府就投入了2000多亿美元，还不要说民间也有着巨大的投入。这40年来，在国际学术刊物上发表的与肿瘤相关的研究论文高达156万篇。仅一个被认为是重要的抑癌基因——p53基因，自1979年被发现至今，就已经有近10万篇相关的研究论文。

 

尽管政府与研究人员乃至全社会如此努力，可是肿瘤对人类的威胁并没有解除。世界卫生组织在2010年2月4日 “世界癌症日” 到来时发出警告：如果国际社会再不认真采取有力的措施抗击癌症，到2030年全球每年的癌症死亡人数将有可能在现有基础上翻番，达到1700万。许多人甚至把美国抗击肿瘤的 “战争” 称为失败的 “越南战争”。

 

美国著名肿瘤研究专家温伯格（R.Weinberg）用 “一个完整的循环：从无尽的复杂性变为简单性然后又重回复杂性” 为题，回顾了这场失败的 “肿瘤战争”: “从事肿瘤研究的科学家见证了这个时期的疯狂转变：从最初面对无数难以理解的病理现象的困惑，到树立了还原论必胜的信念，最近几年再回到重新面对肿瘤这个疾病无尽的复杂性。” [1]。

 

需要指出的是,科学研究在维护健康方面发挥的作用还不如在抗击疾病中的作用。比如，在与健康息息相关的营养与饮食方面的科学研究，基本上是一笔糊涂账， “公说公有理，婆说婆有理”。

 

例如，胆固醇是人体重要的营养物质，主要是从鸡蛋或红肉等食物中摄入，吃少了不行，吃多了也不好。为此，研究人员对食物胆固醇摄入量与健康的关系进行了大量的研究。1960年代末，美国心脏病协会提出 “成年人每天摄入的食物胆固醇要小于300 毫克”，此后的半个世纪一直被作为膳食推荐标准，并被写入到2010版美国膳食指南；然而，在2015版美国膳食指南中，删除了这个标准，即放开了对每日食物胆固醇摄入的限制。这个修改在业内引起了很大的争议。2019年3月，美国著名医学期刊发表了一篇持不同结论的研究论文：通过对时间跨度超过30年的6个美国前瞻性人群队列的流行病学数据分析，该文的作者发现，高胆固醇摄入与心血管系统疾病和早死的风险升高是正相关的，而且是有剂量关系；甚至每天膳食胆固醇摄入量低于2010版美国膳食指南规定的300毫克，也仍然有一定的风险 [2]。

 

类似于膳食胆固醇摄入量的争端比比皆是。例如，减少米面等碳水化合物摄入量的低碳水化合物饮食方式被广泛认为有利于减轻体重和改善心脏代谢风险。生命科学领域著名期刊《细胞》（Cell）在2018年还发表了一篇支持低碳水化合物饮食的评论文章，并说碳水化合物有毒，称为 “碳毒性”（Carbotoxicity）[3]！但是，同时期在医学期刊《柳叶刀公共卫生》（The Lancet Public Health）发表的一项超过43万人的研究则指出，如果碳水化合物提供的能量在全天摄入总能量中占比小于40%，预期寿命将缩短4年 [4]。换句话说，如果把所有关于饮食对健康影响的研究文章放在一起，可以得到一个乐观的结论——吃什么都对维护健康的某个方面有益；同时也可以得到一个悲观的结论——吃什么对身体都没有明显的收益，吃多吃少都有害。

 

生物医学知识在指导维护健康和临床实践中的局限性不仅仅源于研究对象的高度复杂性，而且还受到了很多非科学因素的影响。中国学者在2019年发表的一篇题为 “对现代医学的几点反思” 的文章，认为 “科学并非完全客观中立”， “一方面科学研究的选题、实验、分析和结论无不都受科学家社会背景和价值观的影响，因此科学知识在根源上就不是绝对客观的”， “另一方面科学知识的利用则完全是主观意志的行使” [5]。英国学者在2018年发布了一份题为 “生物医学泡沫” 的报告，认为生命科学研发已处在社会的、政治的和生物医学认知的泡沫之中 [6]。《柳叶刀》（The Lancet）杂志针对该报告发表社论，提出“生命科学资助的重点需要彻底转变，要远离生物医学泡沫，转向对影响健康的社会、行为和环境决定因素的探索” [7]。

 

2. 维护健康重在行动

 

从人类文明史来看，很多时候 “行” 是走在 “知” 的前面，尤其在健康医学领域。过去人类健康的主要危害是传染病；在抗菌素和疫苗出现之前，人们对抗传染病的主要方法是采用卫生措施，例如处理人体排泄物、选择水源、加热食品和隔离病人等各种朴素的行动；这些方法虽然没有系统的科学理论知识的指导，但在抗击传染病方面仍然起到了重要的作用。

 

今天在维护健康方面，行动也常常在没有足够的科学知识指导下进行。例如，人们有一个共识,体育锻炼有利于身体健康。尽管研究人员还不是很清楚锻炼是通过什么样的生物学机制来提高身体的健康水平，也不清楚什么样的运动方式对维护健康最好；但是并没有因此而影响到人们对锻炼行动的重视。2011年2月，国务院发布了《全民健身计划（2011-2015年）》，提出全民健身的5年目标： “到2015年，城乡居民体育健身意识进一步增强，参加体育锻炼的人数显著增加，身体素质明显提高，形成覆盖城乡比较健全的全民健身公共服务体系”。

 

饮食习惯是影响人们身体健康最重要的生活方式。早在1992年,美国农业部就首次发布名为 “我的金字塔” 的膳食指南，将脂肪、油和糖置于塔尖，提醒人们少摄入这类食物。但是,这个金字塔形膳食指南的具体内容并不是得到了专家们的一致赞成。美国农业部在2011年6月又发布一张新的健康饮食指南图，名为 “我的盘子”，用以取代收效不大的 “我的金字塔”。“我的盘子” 给出了饮食中应该包含食物种类，以及不同类别食物在饮食中应占的比例。显然，新旧膳食指南的发布并不是在人们知识非常完备的情况下进行的，有关饮食如何影响人体健康的大量研究工作仍在继续。

 

衰老作为当今老龄化社会面对的主要挑战，其生物学机制远远没有研究清楚，甚至评价衰老的标准也很模糊。但是，关于衰老的知识匮乏并没有停滞人们抗击衰老的行动步伐，早在1992年，联合国第47届大会就通过 “2001年全球解决老龄问题的奋斗目标”，强调开展健康老龄化运动。1999年，世界卫生组织发起了 “积极老龄化全球行动”，提倡让老年人在老年期尽可能获得最佳健康、参与和保障的机会，以提高生命质量。

 

国务院在2019年6月发布了 “关于实施健康中国行动的意见”，其中最重要的一个基本原则是， “倡导每个人是自己健康第一责任人的理念”。也就是说，每个普通人都要采取行动去维护自身的健康，而不是单纯地依赖医务人员，更不是去依靠研究人员。这个基本原则要求每个人 “养成符合自身和家庭特点的健康生活方式，合理膳食、科学运动、戒烟限酒、心理平衡，实现健康生活少生病”。

 

在维护健康和抗击疾病方面，“行” 重于 “知”。首先，由于生命的复杂性和疾病的复杂性，研究者能够提供的知识指导还远远不能满足公众的健康需求；而人们也不可能等待将问题都研究清楚了才去维护自身的健康。更重要的一点是，人们维护健康的行动是开展相关研究的重要基础。

 

运动是维护健康的重要方式。但是，什么样的运动最有效？研究者通过对美国50个州120多万名成年人在2011年到2015年的75种运动类型数据分析，发现身心方面都受益最高的运动类型是球类运动和有氧体操，收益最高的锻炼方式是：每周3-5天，每天1次，每次在45-60分钟之间 [8]。

 

在饮食与健康关系方面的人群研究同样也很有价值，如2017年《新英格兰医学杂志》发表了美国研究者关于7万多人在24年间的饮食质量对死亡率影响的流行病学研究结果，表明前12年期间维持高质量健康饮食的人，在后12年的全因死亡率显著低于低质量饮食的人 [9]。

 

由于人体与实验动物有着巨大的差别，因此，所有维护健康和抗击疾病的科学知识的获取都需要有直接针对人体的研究工作。显然，人们为了健康而采取的各种日常活动，也正是健康科学领域研究工作的一个重要组成部分。美国临床研究最近强调的 “真实世界证据” （Real-world evidence）很大程度上就是来自普通大众的日常临床实践 [10]。

 

3. 科学研究的必要性是什么?

 

以上的讨论，引出了一个值得思考的问题：科学研究的必要性建立在什么样的基础之上？对满足人类好奇心的纯基础研究而言，研究的目的本身应该就构成了开展研究活动的必要条件。但是，如果研究工作与人类的福祉紧密相关，对不同的人而言，答案应该是很不一样的。对科学研究者而言，知其然还需要知其所以然；对经济学者来说，可能会重点考虑研究活动的成本与收益之关系；对政策制定者则情况更为复杂，需要从政治、经济、科学乃至文化等多个层面综合考虑。

 

总而言之，在当今的现代化社会，虽然科学渗透在人类几乎所有的活动中，但我们还是需要认真反思科学研究的意义及其在社会活动中的担当。答案不是像人们想象的那样简单，也并非显而易见。换句话说，虽然科学在维护人类健康和抗击疾病方面发挥了重大作用，但不能绝对化，盲目迷信。科学不是在任何情况下都能够担当,也不是只有科学才能够担当。

 

 参考资料 

[1] Weinberg R. Coming full circle—from endless complexity to simplicity and back again. Cell,2014, 157:267-271.

[2] Zhong Victor, W. et al. Associations of dietary cholesterol or egg consumption with incident cardiovascular disease and mortality. JAMA.2019 19;321:1081-1095

[3]KroemerG. et al.Carbotoxicity—noxious effectsof carbohydrates. Cell, 2018, 175:605-614.

[4] Seidelmann S.B. et al. Dietary carbohydrate intake and mortality: a prospective cohort study and meta-analysis. Lancet Public Health. 2018, 3:e419-e428.

[5] 唐金陵韩启德. 对现代医学的几点反思. 医学与哲学,2019,40:1-6.

[6] Jones R, Wilson J. The biomedical bubble.https://www.nesta.org.uk/report/biomedical-bubble/ 2018 July

[7] Editorials. UK life science research: time to burst the biomedical bubble. Lancet2018, 392:187.

[8] Chekroud S.R.et al. Association between physical exercise and mental health in 1·2 million individuals in the USA between 2011 and 2015: a cross-sectional study.Lancet Psychiatry. 2018,5:739-746.

[9] Sotos‑PrietoM, et al. Association of changesin diet quality with total and cause-specific mortality. N Engl J Med，2017,377:143-153.

[10] Sherman RE, et al. Real-world evidence — what is it and what can it tell us? N Engl J Med, 2016, 375:2293-2297.