Nature:黑死病如何改变人们的免疫系统

【字体: 时间:2022年10月25日 来源:Nature

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  黑死病,也就是鼠疫,是由鼠疫耶尔森菌感染引起的烈性传染病。14世纪,欧洲、中东和北非地区大约有三分之一到一半人死于黑死病。

  

一项发表在《Nature》上的新研究揭示了欧洲人的免疫系统如何受到黑死病影响。黑死病,也就是鼠疫,是由鼠疫耶尔森菌感染引起的烈性传染病。14世纪,欧洲、中东和北非地区大约有三分之一到一半人死于黑死病。

美国芝加哥大学的Luis Barreiro和加拿大麦克马斯特大学的Hendrik Poinar及其同事在论文中写道:“我们的研究提供了强有力的经验证据,表明黑死病是一种重要的选择力量,塑造了某些免疫基因座周围的遗传多样性。”

研究人员首先筛选了500多个古代样本,它们是在伦敦及其周边地区或丹麦各地的几个墓地中采集的。之后重点研究了206个古代样本,这些样本跨越了黑死病之前、大流行期间及之后的各个时间点。

接下来,他们采用靶向富集捕获测序来分析356个与免疫相关的基因、以往GWAS研究发现的与免疫疾病相关的近500个位点,以及250个被认为是免疫“中性”的基因组片段。

在近250个发生遗传分化的基因位点中,研究人员进一步缩小了范围,重点关注了黑死病前后样本中分化最大的四个基因位点,这些位点包含与克罗恩病、类风湿性关节炎及其他自身免疫疾病相关的基因和变异。

“相关的选择性优势是人类有史以来最强的,表明单一病原体如何对人类免疫系统的进化产生强烈的影响,”Barreiro谈道。

研究人员特别提到了ERAP2基因的一个版本,这个版本似乎与黑死病大流行期间的生存率更高一致。他们估计,携带两个保护性ERAP2等位基因(rs2549794)拷贝的个体在鼠疫耶尔森菌感染后的存活率高40%到50%。

不过他们指出,同样的变异与克罗恩病的易感性增强有关。“过度活跃的免疫系统在过去可能是了不起的,但在今天的环境中可能不那么有用。”

他们推测,生存率的提高来源于免疫系统能够更有效地识别和中和这种致命细菌,后续细胞系实验也证明了这一点。他们使用了表达rs2549794或替代变异的巨噬细胞系。

“当巨噬细胞遇到细菌时,它会把细菌切成碎片,然后呈递给其他免疫细胞,表明存在感染,”Barreiro解释说。“拥有这个基因版本似乎创造了一种优势,加强了免疫系统感知入侵病原体的能力。”

亚利桑那大学图森分校的生态学研究人员David Enard在《Nature》杂志上发表了一篇评论文章。他指出,即使过去的人口数量较少,代与代之间的间隔时间较长,也能以惊人的速度适应,但“搭乘进化上的高速列车也会付出代价”。

“展望未来,对古代DNA的深入研究也许有助于更好地理解自身免疫性疾病的起源,”Enard解释说,并指出“人口迁移也许会通过‘创始人’事件塑造这些疾病的风险。”

原文检索

Klunk, J., Vilgalys, T.P., Demeure, C.E. et al. Evolution of immune genes is associated with the Black Death. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05349-x


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