广告

自身免疫性疾病如何与鼠疫防御相关

研究人员在人类中发现了基因突变,这些突变帮助我们抵御了腺鼠疫,但代价是自身免疫性疾病的风险增加。

Emilie Lucchesi
作者:Emilie Le Beau Lucchesi
Google NewsGoogle News Preferred Source
图片来源:MichaelTaylor/Shutterstock

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

患有类风湿性关节炎等自身免疫性疾病的人,可以证明其普遍存在的肿胀和痛苦。然而,在一种奇怪的进化命运的转折中,似乎这种疾病与过去致命威胁的生物防御有关。

广告

具体来说,研究人员最近发现,中世纪的腺鼠疫可能引发了一种基因突变,这种突变虽然使人们免受了黑死病的侵害,但却将患免疫性疾病的风险传给了他们的后代。《自然》杂志 2022 年的一项研究 确定了这种负责保护人们免受鼠疫侵害的基因突变。这项开创性的研究阐明了人类如何能够快速适应环境威胁——但这可能是有代价的。

黑死病的毁灭

鼠疫的第二次爆发(又名黑死病)是一场致命的流行病,始于 1347 年左右,席卷了欧洲、亚洲以及中东和北非的部分地区。在欧洲,一些地区在短短四年内就损失了 30% 到 50% 的人口。


更多关于黑死病的信息

  • 《自然》杂志的一项研究 声称确定了黑死病来自 14 世纪中亚的原始菌株。

  • 人们在携带该细菌的动物刚从啮齿动物传播到人类时就感染了这种细菌。


该疾病是由 鼠疫耶尔森氏菌 引起的。这种细菌长期以来由以黑鼠为食的跳蚤携带。当老鼠种群减少时,跳蚤就跳到人类身上进食。鼠疫爆发持续了几个世纪,包括 1665 年在英国埃亚姆村的一次爆发。该村庄进入隔离状态,在 14 个月内损失了 47% 的人口。

考虑到该疾病几个世纪以来广泛的影响,来自加拿大、丹麦、法国、英国和美国的国际科学家团队试图了解幸存者是如何适应的,并研究基因突变是否可能为此负责。

为了确定是否存在基因突变,研究人员需要来自鼠疫之前、之中和之后死亡的人的 DNA 样本。在鼠疫期间的样本已经在科学家们在 20 世纪 80 年代发掘了伦敦的一个鼠疫坑(位于 East Smithfield 公墓)后被确定。这些遗骸后来被用于确定鼠疫耶尔森氏菌确实是中世纪致命疫情的罪魁祸首。研究团队希望这些坟墓能提供更多答案,特别是快速的基因突变是否提供了对鼠疫的保护。

鼠疫坑

首先,研究团队确定了伦敦的三个公墓,人们早在公元 1000 年就被埋葬在那里。他们还想要一个对照组,并在丹麦各地找到了五个公墓,人们从公元 850 年开始被埋葬在那里。

团队将 DNA 样本分为三类。第一组生活在黑死病之前。在伦敦,埋葬发生在 1000 年至 1250 年之间。在丹麦,死亡日期从 850 年到 1350 年不等。

第二批 DNA 样本来自鼠疫期间死亡并在伦敦 East Smithfield 公墓(1348-1349 年)埋葬的人。第三批 DNA 样本取自鼠疫结束后埋葬的人。在伦敦的公墓中,这包括直到 1530 年代的埋葬。在丹麦,鼠疫后的坟墓可以追溯到 1800 年。

广告

总而言之,该团队收集了 516 个 DNA 样本——318 个来自伦敦,198 个来自丹麦。正如人们可能预料到的那样,近千年的遗骸 DNA 保存得并不完好。然而,该团队能够利用杂交捕获技术来富集和测序数百个与免疫相关的基因。

出现了一个区别。他们在幸存的黑死病人群中发现了四种独特的基因。这导致了这样的结论:在黑死病期间,有些人经历了关于蛋白质产生的快速基因突变。这些蛋白质能够防御入侵的病原体并清除感染。然而,这些相同的基因也导致了免疫性疾病。

广告

阅读更多: 科学家揭示黑死病的起源故事


鼠疫防护

研究发现,有四种突变可能提供了对鼠疫的保护。其中一个基因 *ERAP2* 使一个人存活的可能性增加了 40%。该基因帮助人们更好地抵抗细菌,如果他们被感染,他们的免疫系统更能杀死病原体。

鼠疫幸存者将这些突变的基因传给了他们的后代。随着时间的推移,当鼠疫不再是威胁时,那些曾经帮助一个人生存下来的基因就与有害的免疫性疾病联系在了一起。

*ERAP2* 现在是克罗恩病(一种胃肠道免疫性疾病)的一个已知风险因素。另一个鼠疫保护基因 *RS11571319* 与类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮有关。

广告

系统性红斑狼疮长期以来被认为是“死刑判决”,大多数人在诊断后一年内死亡。仅在过去的 50 年里,医学的进步,包括化疗的引入,才将狼疮从致命性疾病转变为慢性疾病。

这项研究证实了科学家关于基因突变可以快速发生的理论。虽然它可能挽救了因适应而得以生存的人,但后代可能无法受益。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章