黑死病让人类经历了一场快速的进化？

本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：糖兽，头图来自：视觉中国

人类的惊人适应  

进化生物学家早已知道，当条件适当时，自然选择可以迅速发生。在工业革命期间，颜色突然发生变化的桦尺蠖就是一个经典例子——在短短几十年时间里，浅色的桦尺蠖在自然选择的力量下，颜色变得越来越深，可以更好地适应被煤烟覆盖的栖息环境。

在一篇于近期发表在《自然》杂志的研究中，一组科学家通过分析从数百年前死于黑死病时期的遗骸中提取到的古DNA，发现了鼠疫在欧洲人的免疫系统上留下的印记，表明人类在面临重大的选择压力时，也能以惊人的速度适应。

能抵御黑死病的基因变体  

黑死病是有记录以来造成最多人死亡的单一事件，这是一种由鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）引起的致命的传染病。在大约1346年至1350年之间，这种疾病在短时间内夺走了当时欧洲50%的人口的生命，对人类产生了巨大的影响。

发表了这项新研究的遗传学家们想要知道，如此致命的黑死病，是否有可能在受感染个体的基因组中引发了一场自然选择？换句话说，生还者是否携带了某些特定的基因变体，使他们比那些被黑死病杀死的人更有可能幸存下来？

其实一直以来，都有科学家都怀疑在黑死病期间，是否可能出现了自然选择，但苦于没有对足够多的样本来进行精确的测定，而直接观察现代人口又很难证明这一点。因为从那黑死病时期到现在，人类不得不面对的其他选择压力有很多。解决这个问题的唯一办法就是缩小取样的时间窗口。

在新研究中，研究人员从伦敦和丹麦的516个遗骸中提取了古DNA样本。这些遗骸的主人死于1000年至1800年之间，是在黑死病之前、之中、之后被埋葬的人。

研究人员猜测，在这些人的体内，有些基因变体很有可能经历了自然选择。携带这些的人比不携带的人更容易存活下来，并留下更多继承了这种保护性基因变体的后代。

他们检测了样本中与免疫相关性基因和自身免疫以及炎症疾病相关区域的DNA片段，并确定了对鼠疫耶尔森菌有反应的4种基因。携带部分或全部这些基因变体的个体，能够更有效地抵御鼠疫耶尔森菌，或增强对鼠疫耶尔森菌的易感性，因此在感染中有着更高的存活几率。

能增强免疫，也能带来疾病 

在实验室中，研究人员用鼠疫耶尔森菌感染了携带这些不同基因变体的人类细胞。在后续的观察中，他们发现有一个名为ERAP2的基因变体非常突出，这种变体的出现频率出现了增长。

研究小组将注意力集中在ERAP2上，并发现，当感染了鼠疫耶尔森菌时，携带ERAP2变体的人的免疫细胞，比不携带ERAP2的免疫细胞能更有效地杀死细菌。他们计算出，ERAP2变体能够将在黑死病中存活的可能性提高40%。

不过，科学家也发现，虽然ERAP2对黑死病具有抵御作用，但它在现代人群中也与一些自身免疫性疾病有关，比如它是患克罗恩病的一种已知风险因素。虽然这种风险的增加与在黑死病情况中提供的保护相比微不足道，但它表明，过度活跃的免疫系统在面对疫情大流行时可能很好，但在今天的环境中可能没有那么有帮助。换句话说，那些在过去增强了人类的免疫反应，使我们能更好地对抗感染的基因变化，可能是有代价的。

展望更全面的古DNA研究 

这是首个研究流行病会如何改变我们的基因组的工作，它证明了在数百年前的鼠疫流行期间，提供了巨大保护的基因与我们的自身免疫有关。

未来，研究人员希望能扩大这项研究的规模，对整个人类基因组进行检测，而不仅仅是检测一组与免疫相关的基因。研究团队希望能够探索影响现代人对细菌易感性的基因变异体，并将它们与古DNA样本进行比较，以确定这些变异体是否也是自然选择的结果。

关于病原体是如何影响人类进化的，可探讨的问题还有很多。展望未来，对古DNA的更多研究或将能更好地帮助我们理解自身免疫疾病的进化起源，理解是什么让人类适应和生存到今天的。

参考来源：

https://www.uchicagomedicine.org/forefront/research-and-discoveries-articles/ancient-dna-shows-people-with-certain-genes-were-more-likely-to-survive-the-black-death

https://www.sciencenews.org/article/black-death-immunity-gene-crohns-disease-health

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05349-x

本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：糖兽