研究人員發(fā)現(xiàn)霍亂正改變?nèi)祟?lèi)基因組


時(shí)間:2013-09-05





  生命演化到今天,人類(lèi)似乎已經(jīng)進(jìn)入最完美的狀態(tài)。我們的基因組是否已經(jīng)穩(wěn)定?改變是否還在發(fā)生?科學(xué)家們一直在尋找答案。一項(xiàng)新研究表明,當(dāng)代人類(lèi)也在進(jìn)化,而引發(fā)這種進(jìn)化的,竟然是霍亂。研究人員發(fā)現(xiàn)的證據(jù)證明:在霍亂流行的孟加拉國(guó),人們的基因已經(jīng)找到了對(duì)抗霍亂的辦法。這是發(fā)生在當(dāng)代的人類(lèi)進(jìn)化案例,非常引人矚目。

  霍亂,是一種人類(lèi)始終無(wú)法根除的疾病,每年都將成千上萬(wàn)的人置于死地,在2010年,霍亂甚至隨著聯(lián)合國(guó)維和部隊(duì)“進(jìn)入”海地。但是,霍亂發(fā)病的中心區(qū)域仍在印度恒河三角洲地區(qū)和孟加拉國(guó)——一千多年來(lái),霍亂一直是這里人們的夢(mèng)魘。在15歲的孟加拉國(guó)的孩子們中,有半數(shù)感染過(guò)霍亂致病菌。這些病菌通過(guò)受到污染的水和食品傳播,會(huì)引起急性腹瀉,而且沒(méi)法治療。哈佛大學(xué)計(jì)算遺傳學(xué)家、該研究的聯(lián)合發(fā)起人埃莉諾·卡爾森說(shuō):“在幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi),這種細(xì)菌就可以置人于死地?!?

  但霍亂在孟加拉國(guó)造成的死亡案例,并沒(méi)有像在其他地區(qū)那樣嚴(yán)重。這個(gè)事實(shí)使研究人員猜測(cè):霍亂一直在對(duì)生活在該地區(qū)的人們施加進(jìn)化壓力,很可能已經(jīng)改變了當(dāng)?shù)厝丝诘幕驇?kù)。而科學(xué)家們此前對(duì)非洲的研究也提供了相似的證明:瘧疾在非洲的流行,導(dǎo)致非洲人口的基因庫(kù)發(fā)生了改變。該研究的共同發(fā)起人、波士頓麻省總醫(yī)院傳染病專(zhuān)家雷吉娜·拉羅克指出:這種細(xì)菌促使人類(lèi)進(jìn)化的另外一條線索就是,許多人只有輕微的癥狀,或根本沒(méi)有病癥,這說(shuō)明他們已經(jīng)擁有了抗菌適應(yīng)性。

  為了搞清這種疾病對(duì)進(jìn)化的影響,卡爾森、拉羅克及其同事們,包括孟加拉國(guó)國(guó)際腹瀉病研究中心的科學(xué)家們,利用一種新的統(tǒng)計(jì)技術(shù),確定了哪些基因組片段受到了自然選擇的影響。研究人員分析了孟加拉國(guó)36個(gè)家族的DNA,并且跟歐洲西北部的人們、西非人和東亞人的基因組進(jìn)行了對(duì)比。分析結(jié)果顯示:在來(lái)自孟加拉國(guó)的分析對(duì)象中,基因組上有305個(gè)片段留下了自然選擇的跡象。

  而通過(guò)將孟加拉國(guó)霍亂患者的DNA跟該國(guó)雖與患者同居一室但仍然健康的其他居民的DNA進(jìn)行對(duì)比,研究人員得出的結(jié)論也支持這個(gè)說(shuō)法——霍亂是促使基因組發(fā)生改變的力量。那些易于罹患霍亂的人們通常攜帶存在于該地區(qū)的DNA變體,這些DNA變體顯示出最強(qiáng)烈的自然選擇效應(yīng)。

  研究人員發(fā)現(xiàn):作為對(duì)霍亂的反應(yīng),一類(lèi)正在進(jìn)化的基因可以往腸道里釋放氯離子的鉀通道加密。這些基因的參與是有意義的,因?yàn)榛魜y細(xì)菌散發(fā)出的毒素會(huì)刺激鉀通道,使其排出大量的氯化物,導(dǎo)致霍亂的典型癥狀——嚴(yán)重的腹瀉。另一類(lèi)選擇的基因有助于控制NF-kB蛋白,這種蛋白是炎癥的主要控制因素,而炎癥又是人體對(duì)霍亂病菌的反應(yīng)之一。還有一類(lèi)參與了調(diào)整炎性體的活動(dòng),炎性體是細(xì)胞內(nèi)部的蛋白復(fù)合體,其作用就是探測(cè)到病原體,然后引發(fā)炎癥。

  然而,研究人員還不清楚一點(diǎn):為了加強(qiáng)對(duì)霍亂病菌的防御,自然選擇到底促使這些基因發(fā)生了怎樣的變化呢?

  但是,研究人員剛剛開(kāi)始通過(guò)整個(gè)基因組來(lái)尋找疾病作用的跡象,科學(xué)家們對(duì)研究未來(lái)進(jìn)展充滿信心。

  “我認(rèn)為,有關(guān)傳染病對(duì)人類(lèi)進(jìn)化的影響,該研究提供了一個(gè)很好的案例,”弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的傳染病專(zhuān)家威廉·佩特里評(píng)論說(shuō)。瑞典哥德堡大學(xué)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)家詹·霍姆格倫也認(rèn)為:“該研究目標(biāo)宏大、采樣廣泛,做得非常到位。”馬里蘭州巴爾迪摩市約翰霍普金斯全球健康中心的遺傳流行病學(xué)家普利婭·道格爾表示,該研究的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)基因進(jìn)行了特征位標(biāo)記,如那些跟炎性體相關(guān)的基因,而且研究人員還研究了其他的腸道疾病,如炎癥性腸病,“總之,他們的案例研究很精彩!”

  拉羅克稱(chēng),這些發(fā)現(xiàn)也許不會(huì)導(dǎo)致新的霍亂治療方法的誕生,因?yàn)槟壳暗寞煼ê茏嘈А焖賹⒒颊邠p失的水和電解質(zhì)補(bǔ)充上。但“有關(guān)霍亂,真正的問(wèn)題在于我們?cè)撊绾晤A(yù)防,這在沒(méi)有潔凈水供應(yīng)的地方是個(gè)難題?!崩_克表示,盡管如此,理解在應(yīng)對(duì)霍亂時(shí)人類(lèi)是如何進(jìn)化的,或許會(huì)有助于研究人員設(shè)計(jì)更加有效的疫苗,能夠更加安全地保護(hù)人們免受霍亂病菌的侵襲。


來(lái)源:39健康



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