中國(guó)科技網(wǎng)訊據(jù)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道,，霍亂每年奪去成千上萬(wàn)人的生命，但人體并沒(méi)有坐以待斃,，研究人員現(xiàn)已找到證據(jù)：在霍亂流行的孟加拉國(guó),，當(dāng)?shù)厝说幕蚪M已經(jīng)進(jìn)化出多種不同的方式來(lái)應(yīng)對(duì)這種疾病。這是人類進(jìn)化發(fā)生在現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)引人注目的例子,，研究傳染病對(duì)人類進(jìn)化的影響將有助于設(shè)計(jì)更有效的疫苗,。
霍亂已經(jīng)蔓延到了全球，但這種疾病的中心地帶位于分屬印度和孟加拉的恒河三角洲,。孟加拉國(guó)兒童長(zhǎng)到15歲時(shí),，就有一半已經(jīng)感染了經(jīng)由受污染的水和食物傳播的霍亂病菌。這種微生物可導(dǎo)致嚴(yán)重腹瀉,，如果得不到治療,，“它能在幾小時(shí)內(nèi)就置你于死地”，參與這項(xiàng)研究的哈佛大學(xué)計(jì)算遺傳學(xué)家埃莉諾·卡爾森說(shuō),。不過(guò),，很多感染霍亂的人只有輕微癥狀、甚至毫無(wú)癥狀,，表明他們已經(jīng)產(chǎn)生了適應(yīng)性,。波士頓馬薩諸塞州總醫(yī)院的傳染病專家里賈納·拉羅克認(rèn)為，這是霍亂病菌推動(dòng)人類進(jìn)化的一個(gè)線索,。
為了弄清霍亂對(duì)人類進(jìn)化的影響,，研究人員使用了一種新的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，能夠精確定位受到自然選擇影響的部分基因組,。通過(guò)分析孟加拉國(guó)36個(gè)家庭的DNA,，并將其與歐洲西北部、西非和東亞人的基因組進(jìn)行比對(duì),，他們發(fā)現(xiàn),，自然選擇在這些孟加拉人基因組上的305個(gè)區(qū)域留下了痕跡。
這項(xiàng)于7月3日在線發(fā)表于《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上的研究顯示,，一類正在演變?yōu)閷?duì)抗霍亂的基因是負(fù)責(zé)編碼鉀離子通道的,，該通道可以釋放氯離子進(jìn)入腸道，而霍亂病菌釋放的毒素正是通過(guò)刺激這一通道進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重腹瀉的,；第二類基因幫助管理NF-kB蛋白,，該蛋白是炎癥的主控制器，參與調(diào)控人體對(duì)霍亂病菌的反應(yīng)；第三類基因是調(diào)節(jié)炎性體活性的,，炎性體是細(xì)胞內(nèi)的一組復(fù)雜蛋白群,，能夠檢測(cè)病原體、激發(fā)炎癥反應(yīng),。不過(guò),，研究人員尚不清楚自然選擇究竟促使這些基因發(fā)生了什么樣的變化，才加強(qiáng)了人體防御霍亂病菌的能力,。
科學(xué)家此前也發(fā)現(xiàn)過(guò)傳染病推動(dòng)人類進(jìn)化的其他例子,，例如鐮狀細(xì)胞等位基因這種基因變異能夠抵抗非洲瘧疾。這是第一次用搜索整個(gè)基因組的方法來(lái)研究霍亂,。
拉羅克說(shuō),，這一研究結(jié)果可能不會(huì)用于開(kāi)發(fā)新的霍亂療法，因?yàn)槟壳暗幕魜y救治措施——迅速幫患者補(bǔ)充水和電解質(zhì)——效果很好,。她說(shuō)：“霍亂真正的問(wèn)題在于我們應(yīng)該如何防范,。”這對(duì)于缺乏潔凈水源的地區(qū)來(lái)說(shuō)，確實(shí)是一個(gè)難題,。但了解人類怎樣通過(guò)進(jìn)化來(lái)對(duì)抗霍亂,，可能幫助研究人員開(kāi)發(fā)更有效的疫苗。（生物谷Bioon.com）
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Sci. Transl. Med. DOI: 10.1126/scitranslmed.3006338
Natural Selection in a Bangladeshi Population from the Cholera-Endemic Ganges River Delta
Elinor K. Karlsson1,2,*, Jason B. Harris3,4, Shervin Tabrizi1,2, Atiqur Rahman3,5,†, Ilya Shlyakhter1,2, Nick Patterson2, Colm O’Dushlaine2, Stephen F. Schaffner2,6, Sameer Gupta7, Fahima Chowdhury5, Alaullah Sheikh5,‡, Ok Sarah Shin3,§, Crystal Ellis3, Christine E. Becker8, Lynda M. Stuart2,8, Stephen B. Calderwood3,9,10, Edward T. Ryan3,6,9, Firdausi Qadri5,¶, Pardis C. Sabeti1,2,6,*,¶ and Regina C. LaRocque3,9,*,¶
As an ancient disease with high fatality, cholera has likely exerted strong selective pressure on affected human populations. We performed a genome-wide study of natural selection in a population from the Ganges River Delta, the historic geographic epicenter of cholera. We identified 305 candidate selected regions using the composite of multiple signals (CMS) method. The regions were enriched for potassium channel genes involved in cyclic adenosine monophosphate–mediated chloride secretion and for components of the innate immune system involved in nuclear factor κB (NF-κB) signaling. We demonstrate that a number of these strongly selected genes are associated with cholera susceptibility in two separate cohorts. We further identify repeated examples of selection and association in an NF-κB/inflammasome–dependent pathway that is activated in vitro by Vibrio cholerae. Our findings shed light on the genetic basis of cholera resistance in a population from the Ganges River Delta and present a promising approach for identifying genetic factors influencing susceptibility to infectious diseases.
