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自身免疫疾病的源頭,在化石中現身

2024-02-08科學

多發性硬化癥 (MS) 是一種影響中樞神經系統的自身免疫性疾病,會破壞大腦和脊髓神經元的絕緣層,即髓鞘,引發神經炎、眼肌麻痹、肢體癱瘓等一系列癥狀,且病情往往隨時間推移而惡化。

數據顯示,目前全球有290萬MS患者,但學界尚不清楚該疾病的具體成因,也沒有理想的治療方法。

2022年的一篇【科學】文章表明,常見的人類皰疹病毒,EB病毒 (Epstein-Barr Virus) 引發了幾乎所有MS病例。EB病毒能導致免疫系統攻擊神經,讓感染者出現疲勞、發燒、咽炎等癥狀,甚至難以行走或說話。絕大多數人都曾在生命的某個階段感染過此病毒,並長期甚至終身攜帶這些潛伏者。

最近,一項發表於【自然】的新研究指出,5000年前西亞草原上一個遊牧部落的化石遺骨顯露了多發性硬化癥的遺傳根源。 遺骨主人擁有的基因突變很可能保護他們免受動物攜帶的病原體侵害,但這也使他們的免疫系統更加敏感,使其後代容易出現失控的自身免疫反應

保加利亞發現的一具 4000 多年前的骸骨

上述工作是一項大規模人類基因組研究的一部份。整個計畫團隊懷揣宏偉目標,那就是了解過去的演化如何塑造人類的健康;研究人員要分析大約11000年前至3000年前 生活於葡萄牙和西伯利亞之間以及挪威和伊朗之間的數千個人類基因組。

他們不僅追蹤MS的源頭,還要尋找糖尿病、精神分裂癥和其他許多現代疾病的遺傳起點,「將古代人類基因組學提升到一個全新水平」。

領導計畫團隊的哥本哈根大學遺傳學家埃斯克·威勒斯列夫 (Eske Willerslev) 表示,過去十多年來,他們一直在從古代人類遺骨裏提取DNA。透過將幸存至今的遺傳物質與現代人的做比較,科學家已經追蹤到發生在世界各地的一些最重要的人類遷徙。

例如,從大約8000年前開始,早期農民從現土耳其地區遷徙至歐洲地區,並遇到已在歐洲生活了3萬多年的狩獵采集者。農民到來後,一些地方的狩獵采集者的DNA消失了 (在化石遺骨裏找不到他們的遺傳資訊) ,這表明雙方發生暴力沖突;而在另一些地方,兩個族群發生混合,留下了混血後代。

等到大約 5000年前,又有一次大遷徙發生:原本生活在烏克蘭-哈薩克地區草原上的西亞遊牧民族顏那亞人 (Yamnaya) 進入歐洲腹地,也將自己的DNA播撒於此。

雖然沒有農場也未建城市,但這個族群繁榮了幾個世紀。他們穿越草原時騎大馬駕馬車,沿途放牧牛羊,還會用黃金和珠寶埋葬死者。 青銅時代的顏那亞人擴張領土,席卷了亞洲和歐洲大部份地區。

威勒斯列夫和同事發現,顏那亞人到達歐洲後經常消滅遇到的當地農民,當然,在某些地區,雙方也保持了和平關系。

現代歐洲北部人群的血統大部份繼承自顏那亞人;不過南部地區的顏那亞血統就少見了,當地居民更多繼承了近東農民和歐洲早期狩獵采集者的血統。

威勒斯列夫等人想知道每個古代群體攜帶怎樣的遺傳變異以及它們如何影響其健康狀況。

為找到答案,研究團隊分析了這些古人的現存後代。

他們利用英國生物樣本庫提供的誌願者資訊,將數千種遺傳變異與多種疾病風險增加相關聯,然後將誌願者DNA與化石遺骨的基因片段做比較。

有一項分析發現,來自西歐的狩獵采集者攜帶許多可增加高膽固醇、高血壓和糖尿病風險的變異。另一項研究表明,古代近東農民攜帶著與焦慮等情緒障礙相關的變異。

上述發現並不意味著這些古人因更危險的基因而更普遍地遭遇疾病侵擾。因為基因只給槍上膛,環境才扣動扳機。

舉個例子,如今糖尿病越發普遍,部份原因是廉價的高糖食品在現代人飲食中所占比重越來越大。 幾個世紀以前,糖尿病高風險基因可能壓根沒機會引發疾病。

威勒斯列夫和同事甚至發現,這些眼下看來不利的突變在特定環境裏給古人提供了生存優勢。

例如,隨著顏那亞人越發普遍地攜帶能增加多發性硬化癥風險的突變,這個族群似乎比其他不攜帶同類變異的遊牧民族留下了更多後代。

今天導致MS高風險的變異在過去一定有好處。

而且研究團隊表示,他們分析的一些遺骨不僅含有人類DNA,還存在致病病毒和細菌的DNA,其中許多病原體 (例如引發鼠疫的細菌) 不曾出現於狩獵采集者群體,甚至與歐洲最早期農民也無關——就顏那亞人遺骨裏有它們的基因特征。

這些變異似乎提供了針對傳染病的保護。

許多關於多發性硬化癥的研究表明,增加患病風險的變異也會使免疫系統對病原體的攻擊更能積極應對。

威勒斯列夫等人認為,顏那亞人比狩獵采集者等更早期族群更容易受動物疾病影響——他們依靠畜牧獲取肉和奶,在穿越草原時與牛羊頻繁接觸——因此,面對更大傳染風險。顏那亞人演化出更銳利的免疫相關基因,以抵禦特殊的敵人。

與威勒斯列夫合作的牛津大學多發性硬化癥專家拉斯·富格爾 (Lars Fugger) 表示,MS可能直到近幾十年才變得普遍。當今的環境相較過去幾個世紀,傳染病更少了,強大的免疫系統更可能失靈,攻擊自己人。

人類生活在一個非常幹凈的環境裏。平衡不復存在。

了解多發性硬化癥的演化根源可指導科學家建立更好療法 。目前,治療MS的唯一有效方法是服用抑制免疫系統的藥物。

富格爾認為:「我們不應該只去抑制,而要更細致地揭示不平衡的原理,然後重新讓它平衡。」

除了多發性硬化癥,研究團隊已開始對其他疾病做類似分析,例如精神分裂癥和牛皮癬。

當然,目前他們主要依靠英國生物樣本庫的數據,因此研究結果將很大程度上局限於影響北歐人健康的基因。巴斯德研究所前進演化遺傳學家路易士·金塔納-穆爾奇 (Lluis Quintana-Murci,未參與工作) 表示:「如果到世界其他地區開展類似研究,那就太了不起了。」

來源:世界科學

原標題:在5000年前西亞草原上一個遊牧部落的化石遺骨中,他們找到了自身免疫疾病的根源…【自然】新發現

編輯:ArtistET

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