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TUhjnbcbe - 2025/2/27 19:19:00

在人类发展史上,传染病从未缺席过。截至目前,已记载的传染病大流行已导致全球数亿人死亡。除了我们所熟知的艾滋病、天花、狂犬病、流感、肝炎、马尔堡和埃博拉等病毒外,还有仍在持续肆虐的SARS-CoV-2(新冠病毒),它与引发年大流行的MERS(中东呼吸综合征)和引发年大流行的SARS同属冠状病毒。但新冠病毒在遗传学上与SARS和MERS冠状病毒不同,但与两种蝙蝠来源的冠状病毒密切相关。

早在年,科学家就首次从鸡的身上分离出了冠状病毒。年,第一株人冠状病毒被分离出来。由于在电子显微镜下观察到它外膜上有明显的棒状粒子突起,看上去就像是个皇冠,因此被命名为“冠状病毒”。冠状病毒的基因组大小约为2.7至3.4万个碱基,是已知RNA病毒中最大的。

此前积累的证据表明,在人类演化过程中,古老的RNA病毒流行病经常发生;然而,我们目前不知道自然选择是否对人类基因的进化做出了实质性的贡献。

近日,发表在《CurrentBiology(当代生物学)》上的一篇新研究中,来自澳大利亚阿德莱德大学的研究团队通过基因组学研究发现,2万年前东亚就曾暴发过一场冠状病毒大流行。也就是说,现代中国、日本、韩国和越南等国家的人都可能是经历过这场古代冠状病毒疫情幸存者的后代。

纵观人类演化史,自然选择通常以与病毒发生物理相互作用的蛋白质为靶点,例如那些参与免疫或被病毒用来劫持宿主细胞的蛋白质。

大约2万年前,世界正从冰河时期解冻。覆盖亚洲、欧洲和北美大部分地区的许多冰盖因二氧化碳浓度上升而融化。地球变暖使远古人类得以扩张和进化,在这一时期,中国出现了第一批陶器。研究人员发现,检查后代的基因组可以追溯数万年前的信息。

新冠病毒的流行病学研究表明,社会经济因素、人口统计学因素和个体健康因素都在流行病学中发挥着重要作用。此外,在当代欧洲人群中发现了几个介导新冠病毒易感性和严重性的基因位点,其中一个位点含有一种增加病毒易感性的基因变体,在现代欧洲人与尼安德特人结合后,这种易感性的频率可能会增加。

在这项研究中,研究人员使用了国际千人基因组计划的数据,该计划是由中国深圳华大基因研究院、美国国立人类基因组研究所、英国桑格研究所等75家公司和组织共同承担的研究任务,旨在绘制迄今为止最详尽的、最有医学应用价值的人类基因组遗传多态性图谱。

研究人员检查了26个人群中一组个与冠状病毒相互作用的蛋白质(CoV-VIP)是否加强了自然选择信号。已有证据表明这些蛋白质的相互作用是病毒用来劫持宿主细胞的核心机制。

研究人员分析后发现,CoV-VIP中选择信号的强富集是在五个东亚种群所特有的,而在其他人群中没有观察到这种选择信号。这表明一种古老的冠状病毒流行病(或另一种使用类似VIP的病毒)在东亚人的祖先中引发了适应性反应。

此外,通过利用祖先重组图方法,研究人员发现42种CoV-VIP可能在大约代(年前)之前被选择并表现出协调的适应性反应。进一步的分析表明CoV-VIP基因富含抗病毒和前病毒效应以及变异,并影响现代英国人群新冠肺炎病因学。

研究通讯作者、阿德莱德大学生物科学学院古代DNA中心KirillAlexandrov教授解释说:“现代人类基因组包含了可以追溯到数万年前的进化信息,就像研究一棵树的年轮可以让我们了解它在成长过程中所经历的环境。我们团队中的计算科学家对人类基因组数据集进行了进化分析,发现了东亚人祖先曾经历过类似冠状病毒大流行的证据。”

在大流行过程中,自然选择倾向于那些与致病相关的人类遗传变异,这些变异不会导致严重疾病。通过对古代病毒的深入了解,研究人员理解了不同人群的基因组如何适应最近被认为是人类进化重要驱动因素的病毒。

这些结果表明,即使是几千年前的健康状况也可以让科学家们深入了解今天的类似问题。

此外,他们还发现其中四个基因(SMAD3、IMPDH2、PPIB和GPX1)是11种目前正在临床试验中使用或研究的药物靶点,这些药物旨在减轻新冠肺炎的症状。

Alexandrov说:“这项研究的另一个重要成果是能够识别在遥远的过去和未来可能引发大流行的病毒。原则上,这使我们可以编制一份潜在危险病毒的清单,然后开发诊断方法、疫苗和药物,以备病毒重返人类世界时使用。”

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