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結核病如何重塑我們的免疫系統:現在仍肆虐於台灣的重要傳染病肺結核
黃奕修 |  2021/03/28

 結核病如何重塑我們的免疫系統:現在仍肆虐於台灣的重要傳染病肺結核

 

想一想人類遭受的最嚴重的災難,黑死病,西班牙流感和COVID-19都浮現在腦海。在這些致命的大流行中,有數百萬人死亡,但與之相比,結核病的人數卻不遑多讓。在過去的2000年中,結核病已經造成10億多人死亡,而全世界每年仍然有150萬人喪生。但是,結核病如何以及何時如此致命一直是一個謎。

 

現在,通過追踪使人們更容易感染該疾病的基因變異的演變,研究人員已經能夠追踪過去10,000年中結核病的興衰情況,並且已經證明了結核病如何重塑了居住在這裡的人們的免疫系統

巴斯德研究所和法國學院的人口遺傳學家Lluis Quintana-Murci說:“我們都是倖免於流行病的人的後代。”本文有助於確定“哪些真正的病原體改變了我們的DNA,並使我們更具韌性”。

 

最早的結核病證據是在農業發明後的9000年前埋在中東的骨骼中。但是,今天導致人類死亡的變異體-結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)出現於2000年前,當時人們住在較密集的定居點,與馴養的動物(通常是結核病的蓄水池)一起生活。

 

兩年前,巴黎大學研究生加斯帕德·克納(Gaspard Kerner)發現,如果人們繼承了兩個罕見的免疫基因TKY2變體PY104A的副本,他們感染結核病的風險就會大大增加。 Quintana-Murci說,他意識到通過追踪過去10,000年中1013個歐洲基因組中該變體的頻率,他有了一個“黃金”工具來檢測免疫基因如何與TB進化。

 

研究人員發現P1104A突變是古老的-他們在一個8500年前住在安那托利亞(現在是土耳其)的農民的DNA中發現了它,併計算出該突變至少在30,000年前就出現了。安納托利亞農民和Yamnaya牧民進入中歐時傳播了這種基因變異。通過研究變體頻率隨時間的變化,研究人員估計直到約5000年前,約有3%的人口攜帶了該基因。到大約3000年前的青銅時代中期,有10%的歐洲人具有該特徵。但是從那以後,它的頻率暴跌至2.9%,與當今的歐洲人相同。

 

根據古代DNA研究,陡峭的下降與TB的現代變種出現的時間相吻合。金塔納-穆西(Quintana-Murci)和他的團隊對種群大小和遷移如何影響基因頻率進行了計算機模擬。他們提出,結核病殺死或嚴重患病的人中有五分之一擁有兩份該變種,其中很少有後代在2000年前的青銅時代結束後倖存。結果,研究人員今天在《美國人類遺傳學雜誌》上報告說,自然選擇迅速而有效地將致命的基因變異清除到低水平。

 

Quintana-Murci說:“傳染病是人類必須面對的最強大的進化壓力。”亞利桑那州立大學坦佩分校,分子人類學家安妮·斯通(Anne Stone)表示贊同。她說,擁有基因變異的兩個拷貝,“如果結核病在城裡,那就不好了。”

 

斯通和其他外部研究人員說,在人類中進行選擇的時機與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生物學家Kirsten Bos說:“看到兩條截然不同的數據行得出相似的結果,這真是令人興奮。”

 

Swiss Tropical的微生物學家Sebastien Gagneux說,在有了新的數據庫(例如UK Biobank)和全球其他古代DNA樣本的情況下,這可能是“追踪研究變體的頻率以了解我們的免疫系統如何與特定病原體共同進化的研究的開始”

 

但是,如今迫切需要了解P1104A變型的普及程度,Kerner說。在印度,印度尼西亞,中國和結核病流行的非洲部分地區進行測試的人群中很少見。但是,英國生物庫數據庫中約有六十分之一的英國人攜帶了該變體的兩個副本。克納說,如果他們暴露於結核病中,則極有可能患上嚴重的疾病或死亡。

 

結論: 由此可知, 基因不同對於是否得某些特定傳染病是有影響的. 

 

張貼日期: 2021/03/28 最新編輯: 2021/05/28


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