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应对霍乱,人类DNA“选择”了进化

来源:长江商报
摘要:孟加拉国霍乱病区。“物竞天择”在当代又添新案例“物竞天择”,自然选择是生物进化的动力。如今,研究人员发现了当代的人类进化事例。每年,成千上万的人因为霍乱而死去,但一项新的研究表明,面对这强大的病毒,人们的身体正在反击。...

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孟加拉国霍乱病区。

“物竞天择”在当代又添新案例

“物竞天择”,自然选择是生物进化的动力。如今,研究人员发现了当代的人类进化事例。

每年,成千上万的人因为霍乱而死去,但一项新的研究表明,面对这强大的病毒,人们的身体正在反击。研究人员在霍乱流行的孟加拉国发现,人体内部的基因组正在进化,慢慢去抵抗霍乱对人体的侵入。这个发现十分重要,因为这是发生在当代的人类进化事例。

■ 本报记者 危凯 编译自美国《科学》杂志

霍乱快速传播,肆意夺取人类性命

霍乱在全世界快速地传播着,甚至在2010年被联合国维和部队带到了海地。不过霍乱发病率最高的地方还是孟加拉国和恒河三角洲地区。1000多年来,霍乱肆意夺取着当地居民的生命。

在孟加拉国,15岁以下的孩子里,将近一半感染过霍乱弧菌,这种病菌通过受污染的水和食物传播,并会导致急性腹泻,且无法治疗。哈佛大学遗传学研究者埃丽罗·卡尔森表示:“这种病可以让你在几个小时内死去。”

霍乱对于人类生存的威胁存在了很长时间,并且最主要的受难对象是孩子。也正是如此,研究人员开始有了一个假设:霍乱对特定区域的人们而言是致命的病菌,这种威胁十分的广泛。面对现状,人体很可能发生了进化。为了抵抗病菌的侵袭,人类的基因库发生了改变。

该研究的发起人之一、波士顿麻省总医院传染病专家雷吉纳·拉罗科表示,我们之所以这么说是来自现在的情形:很多人在被感染病菌后,只有十分轻微的症状,并且根本不会呈现出病症。从这点可以看出,人们对这种病菌产生了适应性。

自然选择,305个基因片段发生改变

为了弄清疾病对基因组进化的影响,卡尔森、拉罗科、他们的同事以及孟加拉国际腹泻病研究中心的科学家,用一种新的统计技术确定哪些基因组片段受到了自然选择影响而发生了改变。

研究团队分析了来自36个孟加拉家庭的DNA,并且跟欧洲西北部、西非以及东亚人的DNA进行对比。结果表明,在孟加拉国的分析对象中,基因组上有305个DNA片段有被自然选择改变的迹象。这项研究发布在《科学——转化医学》上。

在孟加拉国,研究人员还将霍乱患者的DNA跟与患者同居一室的健康居民的DNA进行比对,并得出霍乱改变了基因片段,让人类产生了对病毒的适应性的结论。大部分携带这种变体的DNA的人们,生活在霍乱发生最严重的地区。

研究人员发现,为了对付霍乱,一类正在进化的基因能激活钾通道,抑制其在肠道里释放钾氯离子。这个基因的作用是有益的。第二类被改变的基因控制了NF——KB蛋白的产生。这类蛋白控制着炎症,而炎症又是人体对霍乱病菌的反应之一。

第三类正在进化的基因调整了炎性体的活性,这种细胞内部的蛋白复合体的作用就是探测病原体,同时引发炎症。但是,至今研究人员弄不清楚的是:为了适应环境,加强对霍乱病菌的防御,这些基因到底发生了什么样的改变。

传染病导致人类进化的新案例

在此之前,研究人员已经发现传染病导致人类进化的事例。在非洲,疟疾改变了镰状细胞等位基因,这种等位基因是一个变体,他产生的蛋白质能抵抗这种疾病。然而,通过整个基因组来定位疾病所留下的印记的研究方式,首次被采用霍乱研究上。

“就个人而言,有关于传染病对于人类进化的影响的研究,该项目是一个很好的案例。”并没有参与研究的弗吉尼亚大学医学院的传染病专家威廉·佩丽表示。瑞典哥德堡大学医学微生物学家詹·霍姆格伦紧接着说,“该项目研究目标十分广泛,采样多,很好。”

“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·佩特里说。佩特里没有参与这项研究。瑞典哥德堡大学医学微生物学家詹·霍姆格伦接着说:“该研究目标宏大、采样广泛,做得非常到位。”

拉罗科表示,这次的发现对于治疗霍乱是没有任何帮助的,现在的疗法十分的有效,迅速将患者损失的水和电解质补充上,“对于霍乱的治疗,最主要的问题在于如何去防止,解决传染源,保证洁净水供应。”拉罗科说,但是继续研究下去,去理解人们在霍乱时候是如何进化的,或许会帮助研究人员研究更有效果的疫苗,这样能更安全保护人们受到霍乱病菌的威胁。

作者: 2013-11-8
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