新研究解釋結核病是如何重塑我們免疫系統的
據外媒報導,當提及人類最嚴重的瘟疫,,黑死病、西班牙流感和COVID-19立馬就會浮現在大家的腦海中。雖然數百萬人死於這些致命的流行病,但跟肺結核相比,他們的死亡人數卻微不足道。在過去2000年裡,肺結核已經奪去了超10億人的生命,並且每年仍有150萬人死於該種疾病。但結核病是如何以及何時變得如此致命的卻一直是個謎。
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現在,通過追踪使人們更容易感染結核病的基因變異的進化,研究人員已經能追踪過去一萬年結核病發病率的上升和下降並揭示了它是如何重塑生活在鐵器時代的歐洲人的免疫系統的。論文作者Lluis Quintana-Murci是法國巴斯德研究所和法國學院的人口遺傳學家,他指出:“我們都是那些在傳染病中倖存下來的人的後代。”這篇論文有助於識別哪些真正的病原體改變了人類的DNA從而使人們更具彈性。
據悉,結核病的最早證據來自9000年前埋葬在中東的骨骼,當時農業剛發明不久。不過如今導致人類死亡的變種–結核分枝桿菌–則是出現在2000年前,當時人們和馴養的動物一起生活在人口密集的定居點,後者通常是結核的宿主。
兩年前,巴黎大學的研究生Gaspard Kerner發現,當人們感染結核病時,如果他們遺傳了兩個免疫基因TKY2的罕見變體P1104A,那麼他們患嚴重疾病的風險會高得多。Quintana-Murci僱用Gaspard在巴斯德研究所做博士後表示,他意識到,通過追踪過去一萬年1013個歐洲人的基因組中這種變異的頻率,他擁有了一個“黃金”工具來檢測免疫基因是如何跟結核病共同進化的。
研究人員發現,P1104A突變是非常古老的–他們從8500年前生活在安納托利亞(現在的土耳其)的一位農民的DNA中發現了這種突變併計算出這種突變至少出現在30000年前。安納托利亞農民和亞姆納亞牧民遷移到中歐時傳播了這種基因變體。研究人員通過研究變異頻率隨時間的變化做出估計,約3%的人口直到5000年前都攜帶這種基因。一直到約3000年前的青銅時代中期,10%的歐洲人仍具有這種特徵。但從那以後,它的頻率下降到2.9%–跟現在歐洲人的頻率相同。
根據古代DNA研究,結核病的急劇下降跟現代結核病變種出現的時間一致。Quintana-Murci及其團隊利用計算機模擬了種群大小和遷移如何影響基因的頻率。他們提出,有1/5攜帶兩種變異基因的人被結核病殺死或嚴重患病,其中很少有人的後代在2000年前的青銅時代結束後存活下來。研究人員在最新發佈在《The American Journal of Human Genetics》上的論文中指出,自然選擇強烈而迅速地將致命的基因變體清除到低水平。
“傳染病是人類在進化過程中必鬚麵對的最強大的壓力,”Quintana-Murci說道。來自坦佩市亞利桑那州立大學的分子人類學家Anne Stone也對此表示贊同。
Stone和其他外部研究人員表示,人類選擇結核病的時機跟現代結核病的出現非常吻合。馬克斯·普朗克進化人類學研究所的古遺傳學家Kirsten Bos稱:“看到兩條截然不同的數據線產生相似的結果真是太酷了、太令人興奮了。”
不過Kerner表示,現在需要迫切地知道P1104A變異的廣泛程度。在結核病流行的印度、印度尼西亞、中國和非洲部分地區進行檢測的人群中,這種情況非常少見,但在英國生物樣本庫數據庫中,約每600個英國人中就有一個攜帶兩個這樣的變體。Kerner指出,如果他們接觸到結核病,那麼他們就面臨著患上嚴重疾病或死亡的高風險。