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霍乱正改变人类基因组 DNA进化致差异性抵抗力

http://www.kexue.com 2013-09-03 15:13:43 人民网  发表评论

  生命演化到今天,人类似乎已经进入最完美的状态。我们的基因组是否已经稳定?改变是否还在发生?科学家们一直在寻找答案。一项新研究表明,当代人类也在进化,而引发这种进化的,竟然是霍乱。研究人员发现的证据证明:在霍乱流行的孟加拉国,人们的基因已经找到了对抗霍乱的办法。这是发生在当代的人类进化案例,非常引人瞩目。

  霍乱,是一种人类始终无法根除的疾病,每年都将成千上万的人置于死地,在2010年,霍乱甚至随着联合国维和部队“进入”海地。但是,霍乱发病的中心区域仍在印度恒河三角洲地区和孟加拉国——一千多年来,霍乱一直是这里人们的梦魇。在15岁的孟加拉国的孩子们中,有半数感染过霍乱致病菌。这些病菌通过受到污染的水和食品传播,会引起急性腹泻,而且没法治疗。哈佛大学计算遗传学家、该研究的联合发起人埃莉诺·卡尔森说:“在几个小时的时间内,这种细菌就可以置人于死地。”

  但霍乱在孟加拉国造成的死亡案例,并没有像在其他地区那样严重。这个事实使研究人员猜测:霍乱一直在对生活在该地区的人们施加进化压力,很可能已经改变了当地人口的基因库。而科学家们此前对非洲的研究也提供了相似的证明:疟疾在非洲的流行,导致非洲人口的基因库发生了改变。该研究的共同发起人、波士顿麻省总医院传染病专家雷吉娜·拉罗克指出:这种细菌促使人类进化的另外一条线索就是,许多人只有轻微的症状,或根本没有病症,这说明他们已经拥有了抗菌适应性。

  为了搞清这种疾病对进化的影响,卡尔森、拉罗克及其同事们,包括孟加拉国国际腹泻病研究中心的科学家们,利用一种新的统计技术,确定了哪些基因组片段受到了自然选择的影响。研究人员分析了孟加拉国36个家族的DNA,并且跟欧洲西北部的人们、西非人和东亚人的基因组进行了对比。分析结果显示:在来自孟加拉国的分析对象中,基因组上有305个片段留下了自然选择的迹象。

  而通过将孟加拉国霍乱患者的DNA跟该国虽与患者同居一室但仍然健康的其他居民的DNA进行对比,研究人员得出的结论也支持这个说法——霍乱是促使基因组发生改变的力量。那些易于罹患霍乱的人们通常携带存在于该地区的DNA变体,这些DNA变体显示出最强烈的自然选择效应。

  研究人员发现:作为对霍乱的反应,一类正在进化的基因可以往肠道里释放氯离子的钾通道加密。这些基因的参与是有意义的,因为霍乱细菌散发出的毒素会刺激钾通道,使其排出大量的氯化物,导致霍乱的典型症状——严重的腹泻。另一类选择的基因有助于控制NF-kB蛋白,这种蛋白是炎症的主要控制因素,而炎症又是人体对霍乱病菌的反应之一。还有一类参与了调整炎性体的活动,炎性体是细胞内部的蛋白复合体,其作用就是探测到病原体,然后引发炎症。

  然而,研究人员还不清楚一点:为了加强对霍乱病菌的防御,自然选择到底促使这些基因发生了怎样的变化呢?

  但是,研究人员刚刚开始通过整个基因组来寻找疾病作用的迹象,科学家们对研究未来进展充满信心。

  “我认为,有关传染病对人类进化的影响,该研究提供了一个很好的案例,”弗吉尼亚大学医学院的传染病专家威廉·佩特里评论说。瑞典哥德堡大学医学微生物学家詹·霍姆格伦也认为:“该研究目标宏大、采样广泛,做得非常到位。”马里兰州巴尔迪摩市约翰霍普金斯全球健康中心的遗传流行病学家普利娅·道格尔表示,该研究的一个优点是对基因进行了特征位标记,如那些跟炎性体相关的基因,而且研究人员还研究了其他的肠道疾病,如炎症性肠病,“总之,他们的案例研究很精彩!”

  拉罗克称,这些发现也许不会导致新的霍乱治疗方法的诞生,因为目前的疗法很奏效——快速将患者损失的水和电解质补充上。但“有关霍乱,真正的问题在于我们该如何预防,这在没有洁净水供应的地方是个难题。”拉罗克表示,尽管如此,理解在应对霍乱时人类是如何进化的,或许会有助于研究人员设计更加有效的疫苗,能够更加安全地保护人们免受霍乱病菌的侵袭。

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