人類歷史的進(jìn)程不僅受到人類思想和行為的影響，也受到我們與周圍環(huán)境的相互作用的影響。這包括每天困擾我們的數(shù)萬億微觀病毒和細(xì)菌，并且在20世紀(jì)醫(yī)學(xué)出現(xiàn)之前，它們是疾病和死亡的重要因素。

1月的Genome Advance有兩項(xiàng)研究，它們使用基因組學(xué)來探索鼠疫耶爾森氏菌(Y. pestis)細(xì)菌在兩種歷史性鼠疫流行病中的作用及其在人類基因組中的進(jìn)化標(biāo)記。

一種極其致命的細(xì)菌，鼠疫桿菌通過以受感染的嚙齒動(dòng)物為食的跳蚤傳播，并反復(fù)出現(xiàn)以引起瘟疫。從倫敦瘟疫坑中回收的牙齒DNA的全基因組測序證實(shí)了鼠疫桿菌作為黑死病原因的身份(閱讀解剖黑死病因：http：//www.genome.gov/27546229/dissecting -the原因的最黑死亡/)，摧毀了歐洲的人口估計(jì)有40%在14 個(gè)世紀(jì)，有持久的經(jīng)濟(jì)，社會(huì)和文化后果。此后，鼠疫菌已經(jīng)有許多其他的遭遇與人類，包括第三大流行，這創(chuàng)下中國和印度在19年下半年次世紀(jì)與世界其他地區(qū)零星爆發(fā)一起。

最近，鼠疫菌也被確定為更早的流感大流行的病原體，查士丁尼瘟疫追溯到6-8 個(gè)世紀(jì)，這加劇了羅馬帝國的衰落。由加拿大安大略省麥克馬斯特大學(xué)副教授Hendrik Poinar博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究，上個(gè)月發(fā)表在“柳葉刀傳染病”雜志上，研究了導(dǎo)致瘟疫的不同菌株Y. pestis細(xì)菌之間的進(jìn)化關(guān)系。查士丁尼和后來的流行病。使用從埋在6中世紀(jì)阿舍姆-Bajuwarenring墓地兩個(gè)個(gè)體的齒提取的DNA 個(gè)世紀(jì)德國巴伐利亞州，科學(xué)家們能夠分離和重建傳染性鼠疫菌株的基因組。

有趣的是，將查士丁尼氏菌的序列與所有其他已知的鼠疫菌株的基因組序列進(jìn)行對比的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，查士丁尼菌株占據(jù)樹的單獨(dú)分支，沒有已知的后代。這意味著后來導(dǎo)致黑死病(并且是所有現(xiàn)代感染菌株的祖先)的鼠疫菌株獨(dú)立于嚙齒動(dòng)物種群而出現(xiàn)。這也表明，不同種類的鼠疫菌可能永遠(yuǎn)潛伏在野生嚙齒動(dòng)物中，等待出現(xiàn)并引起人類疾病。

那么，這些與鼠疫菌的重復(fù)遭遇如何影響人類呢?為什么查士丁尼和黑死病的瘟疫比今天看到的最近的疾病病例更具破壞性?

一種可能性在于人體免疫系統(tǒng)與微生物之間的進(jìn)化斗爭，這種免疫系統(tǒng)可以保護(hù)我們免受感染，而微生物則不斷發(fā)展出新的方法來逃避防御并侵入人體。在流行病中，自然選擇有利于遺傳變異的持續(xù)存在，幫助個(gè)體更好地抵抗，而遺傳易感的個(gè)體則死于該疾病。因此，鼠疫桿菌與查士丁尼瘟疫相關(guān)的譜系可能已經(jīng)滅絕，因?yàn)樽罱K缺乏易感宿主 - 無論是來自人類基因組中出現(xiàn)的突變還是選擇了賦予細(xì)菌保護(hù)作用的天然基因變異。然而，由于人群中存在大量遺傳變異，自然選擇現(xiàn)象難以研究。

荷蘭Radboud大學(xué)奈梅亨醫(yī)學(xué)中心教授，醫(yī)學(xué)博士Mihai Netea，西班牙巴塞羅那Universitat Pompeu Fabra教授Jaume Bertranpetit博士和他們的同事共同努力探討了這個(gè)問題。檢查兩個(gè)非常獨(dú)特的種族群體 - 羅馬(Rroma)和歐洲羅馬尼亞人 - 在幾個(gè)世紀(jì)以來在同一地理區(qū)域并存的基因組。由于一千年前羅馬人從印度北部遷移后兩個(gè)種群之間的通婚很少，因此人口繼續(xù)具有不同的遺傳背景。

該研究 于上個(gè)月在“ 美國國家科學(xué)院院刊”上發(fā)表，研究了近200,000個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNPs)，每個(gè)單核苷酸多態(tài)性代表DNA序列單個(gè)字母的變異，以尋找自然選擇的目標(biāo)。該分析確定了大約20種具有不同作用的基因，包括皮膚色素沉著，炎癥和對自身免疫性疾病的易感性，這些基因在羅馬和歐洲羅馬尼亞人中同時(shí)發(fā)生。列表中還有一組TLR基因，這些基因?qū)τ诿庖呒?xì)胞快速檢測和對抗入侵病原體非常重要。

鑒于免疫系統(tǒng)在大流行病面前的關(guān)鍵作用，這并不令人驚訝。因?yàn)楹谒啦∈侨绱藦V泛和毀滅性的瘟疫，研究人員推測它可能是基因組這個(gè)區(qū)域選擇的一些驅(qū)動(dòng)力的原因。

引人注目的是，當(dāng)研究人員從表達(dá)變異TLR基因的歐洲血統(tǒng)的個(gè)體中獲取免疫細(xì)胞，并將它們暴露于鼠疫桿菌和假結(jié)核Y.Yy的結(jié)核病(Y. pestis)的進(jìn)化祖先時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了與來自的細(xì)胞相比的明顯的免疫反應(yīng)。沒有這些TLR的人變種。這表明，雖然其他疾病也可能發(fā)揮作用，但瘟疫可能對控制這些免疫基因的進(jìn)化產(chǎn)生了強(qiáng)大的影響。

這突出了環(huán)境因素在人類基因的自然選擇中的重要性，以及我們與周圍世界在塑造基因構(gòu)成方面的歷史互動(dòng)的作用。雖然在黑死病期間歐洲人免疫相關(guān)基因的趨同進(jìn)化可能有助于防止隨后遭遇鼠疫菌，這些遺傳變化也可能形成進(jìn)化基礎(chǔ)，為什么現(xiàn)代歐洲人更容易受到許多促炎癥的影響。自身免疫性疾病。