进化权衡：研究探讨铁水平在COVID-19感染中的作用

你的身体是细胞战争的战场。线粒体、红血球和免疫系统依赖铁来运作；入侵的病毒和细菌也是如此。随着身体不断进化以保护这一关键资源，这些防护措施也促使病原体进化出克服这些障碍的能力。

“铁在生理上非常有用，可以催化反应，例如结合氧气，因为它既能捐赠也能接受电子，”宾汉姆顿大学（Binghamton University）人类学副教授凯瑟琳·万德（Katherine Wander）解释道，她是最近一篇关于这一主题论文的第一作者。

该论文题为《铁营养与COVID-19在尼日利亚医护人员中的关系》，发表在《进化、医学与公共卫生》（Evolution, Medicine, and Public Health）期刊上。万德的34位合著者包括来自尼日利亚医院和大学的人员；宾汉姆顿大学的人类学博士生梅格·高克（Meg Gauck）和黄自凡（Zifan Huang），他们协助进行数据整理和分析；宾汉姆顿大学统计咨询服务主任陈美秀（Mei-Hsiu Chen）；以及非洲研究副教授蒂蒂拉约·奥科罗（Titilayo Okoror），她在资金获取和项目管理方面提供了帮助。

COVID-19作为一种新型病毒，其适应人体生理的时间较少，因此在进化战争中处于劣势。这项研究集中在尼日利亚四家医院的医护人员身上，他们在德尔塔变种疫情期间在新冠病房工作。大多数人都接种了阿斯利康疫苗。

铁的争夺战

人体以多种方式使用铁，从免疫功能到线粒体中的催化反应，后者产生细胞能量的形式——三磷酸腺苷（ATP）。铁赋予红血球颜色，红血球通过一种名为血红蛋白的蛋白质运输氧气。血红蛋白由较小的蛋白质构成，称为血红素，其中含有一个铁分子，该分子结合并运输氧气。

“我们的病原体也需要铁，出于同样的原因，”万德解释说。“病毒劫持细胞机制以制造更多病毒。通常，病毒会增加细胞对铁的吸收。”

简单来说，体内铁水平较高为细胞提供了必要的资源，但也使这些资源可供病原体利用，促进它们的传播。因此，我们进化出了多层次、重叠的机制来控制铁，而病原体则不断进化出克服这些障碍的方法。

从进化的角度来看，病原体具有优势。“即使在最好的情况下，我们的免疫系统也无法像每20分钟一代的生物那样快速适应，”万德说道，指的是铁隔离机制。“细菌和病毒能够如此迅速地产生新世代，以至于它们的进化速度更快。”

在生物人类学中，最佳铁假说指的是一个所谓的“最佳点”，它减少了感染的易感性，同时基本满足身体的铁需求。在尼日利亚的研究显示，体内铁含量丰富的人确实有更高的感染COVID-19的风险，而贫血患者也有较高的感染风险。然而，轻度或中度缺铁似乎并不能自身保护免受感染。

COVID-19的案例研究表明，即使在进化战争的早期阶段——当传染病刚刚出现并对人类仍然很新时——铁营养的权衡也在起作用。

“任何额外的铁增量都会带来潜在的好处，如增强免疫防御，也会带来来自传染源的潜在风险，”万德表示。“这种权衡始终存在，但最优水平会根据传染病环境的变化而变化。”

这种权衡可能是为什么即使在营养良好的人群中，缺铁现象仍然普遍存在的原因之一，尤其是在女性中。人体倾向于保留铁，回收80%的老化血细胞中的铁。然而，我们并不特别擅长吸收铁，饮食因素也可能干扰这一过程。

“人类似乎容易缺铁，我们尝试通过帮助人们改善铁摄入和铁吸收来解决这个问题，”万德说。“这很难做到。”

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