新研究解释结核病是如何重塑我们免疫系统的

2021年03月07日 11:39 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,当提及人类最严重的瘟疫,,黑死病、西班牙流感和COVID-19立马就会浮现在大家的脑海中。虽然数百万人死于这些致命的流行病,但跟肺结核相比,他们的死亡人数却微不足道。在过去2000年里,肺结核已经夺去了超10亿人的生命,并且每年仍有150万人死于该种疾病。但结核病是如何以及何时变得如此致命的却一直是个谜。

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资料图

现在,通过追踪使人们更容易感染结核病的基因变异的进化,研究人员已经能追踪过去一万年结核病发病率的上升和下降并揭示了它是如何重塑生活在铁器时代的欧洲人的免疫系统的。论文作者Lluis Quintana-Murci是法国巴斯德研究所和法国学院的人口遗传学家,他指出:“我们都是那些在传染病中幸存下来的人的后代。”这篇论文有助于识别哪些真正的病原体改变了人类的DNA从而使人们更具弹性。

据悉,结核病的最早证据来自9000年前埋葬在中东的骨骼,当时农业刚发明不久。不过如今导致人类死亡的变种--结核分枝杆菌--则是出现在2000年前,当时人们和驯养的动物一起生活在人口密集的定居点,后者通常是结核的宿主。

两年前,巴黎大学的研究生Gaspard Kerner发现,当人们感染结核病时,如果他们遗传了两个免疫基因TKY2的罕见变体P1104A,那么他们患严重疾病的风险会高得多。Quintana-Murci雇用Gaspard在巴斯德研究所做博士后表示,他意识到,通过追踪过去一万年1013个欧洲人的基因组中这种变异的频率,他拥有了一个“黄金”工具来检测免疫基因是如何跟结核病共同进化的。

研究人员发现,P1104A突变是非常古老的--他们从8500年前生活在安纳托利亚(现在的土耳其)的一位农民的DNA中发现了这种突变并计算出这种突变至少出现在30000年前。安纳托利亚农民和亚姆纳亚牧民迁移到中欧时传播了这种基因变体。研究人员通过研究变异频率随时间的变化做出估计,约3%的人口直到5000年前都携带这种基因。一直到约3000年前的青铜时代中期,10%的欧洲人仍具有这种特征。但从那以后,它的频率下降到2.9%--跟现在欧洲人的频率相同。

根据古代DNA研究,结核病的急剧下降跟现代结核病变种出现的时间一致。Quintana-Murci及其团队利用计算机模拟了种群大小和迁移如何影响基因的频率。他们提出,有1/5携带两种变异基因的人被结核病杀死或严重患病,其中很少有人的后代在2000年前的青铜时代结束后存活下来。研究人员在最新发布在《The American Journal of Human Genetics》上的论文中指出,自然选择强烈而迅速地将致命的基因变体清除到低水平。

“传染病是人类在进化过程中必须面对的最强大的压力,”Quintana-Murci说道。来自坦佩市亚利桑那州立大学的分子人类学家Anne Stone也对此表示赞同。

Stone和其他外部研究人员表示,人类选择结核病的时机跟现代结核病的出现非常吻合。马克斯·普朗克进化人类学研究所的古遗传学家Kirsten Bos称:“看到两条截然不同的数据线产生相似的结果真是太酷了、太令人兴奋了。”

不过Kerner表示,现在需要迫切地知道P1104A变异的广泛程度。在结核病流行的印度、印度尼西亚、中国和非洲部分地区进行检测的人群中,这种情况非常少见,但在英国生物样本库数据库中,约每600个英国人中就有一个携带两个这样的变体。Kerner指出,如果他们接触到结核病,那么他们就面临着患上严重疾病或死亡的高风险。

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