霍乱正在改变疫区居民的基因组

2013-7-10 09:50 来源: 中国科技网
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  据《科学》杂志网站近日报道,霍乱每年夺去成千上万人的生命,但人体并没有坐以待毙,研究人员现已找到证据:在霍乱流行的孟加拉国,当地人的基因组已经进化出多种不同的方式来应对这种疾病。这是人类进化发生在现代社会的一个引人注目的例子,研究传染病对人类进化的影响将有助于设计更有效的疫苗。

  霍乱已经蔓延到了全球,但这种疾病的中心地带位于分属印度和孟加拉的恒河三角洲。孟加拉国儿童长到15岁时,就有一半已经感染了经由受污染的水和食物传播的霍乱病菌。这种微生物可导致严重腹泻,如果得不到治疗,“它能在几小时内就置你于死地”,参与这项研究的哈佛大学计算遗传学家埃莉诺·卡尔森说。不过,很多感染霍乱的人只有轻微症状、甚至毫无症状,表明他们已经产生了适应性。波士顿马萨诸塞州总医院的传染病专家里贾纳·拉罗克认为,这是霍乱病菌推动人类进化的一个线索。

  为了弄清霍乱对人类进化的影响,研究人员使用了一种新的统计技术,能够精确定位受到自然选择影响的部分基因组。通过分析孟加拉国36个家庭的DNA,并将其与欧洲西北部、西非和东亚人的基因组进行比对,他们发现,自然选择在这些孟加拉人基因组上的305个区域留下了痕迹。

  这项于7月3日在线发表于《科学·转化医学》上的研究显示,一类正在演变为对抗霍乱的基因是负责编码钾离子通道的,该通道可以释放氯离子进入肠道,而霍乱病菌释放的毒素正是通过刺激这一通道进而引发严重腹泻的;第二类基因帮助管理NF-kB蛋白,该蛋白是炎症的主控制器,参与调控人体对霍乱病菌的反应;第三类基因是调节炎性体活性的,炎性体是细胞内的一组复杂蛋白群,能够检测病原体、激发炎症反应。不过,研究人员尚不清楚自然选择究竟促使这些基因发生了什么样的变化,才加强了人体防御霍乱病菌的能力。

  科学家此前也发现过传染病推动人类进化的其他例子,例如镰状细胞等位基因这种基因变异能够抵抗非洲疟疾。这是第一次用搜索整个基因组的方法来研究霍乱。

  拉罗克说,这一研究结果可能不会用于开发新的霍乱疗法,因为目前的霍乱救治措施——迅速帮患者补充水和电解质——效果很好。她说:“霍乱真正的问题在于我们应该如何防范。”这对于缺乏洁净水源的地区来说,确实是一个难题。但了解人类怎样通过进化来对抗霍乱,可能帮助研究人员开发更有效的疫苗。