古羅馬骨骼中的古代瘧疾基因組暗示了該疾病的歷史

來自古羅馬遺骸的基因資訊正在幫助揭示瘧疾如何隨著人類的遷徙和進化而移動和演變

Plasmodium falciparum microscopic image.

瘧疾是一種地方性疾病,由血孢子寄生蟲(惡性瘧原蟲)引起,透過雌性按蚊叮咬將血液傳播給人類。

BSIP SA/阿拉米庫存照片

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研究人員對一個古羅馬骨骼中最致命的瘧疾型別的線粒體基因組進行了測序。他們表示,研究結果可能有助於解開歐洲瘧疾的歷史。

在古代人類遺骸中很難找到瘧疾的跡象,而且來自引起瘧疾的寄生蟲瘧原蟲的DNA在其中很少出現。因此,直到現在,還沒有二十世紀之前最致命的物種惡性瘧原蟲的完整基因組序列。“惡性瘧原蟲半個世紀前在歐洲被消滅,來自歐洲寄生蟲(古代或近期)的遺傳資料一直是瞭解人類如何在全球範圍內轉移寄生蟲的難題中難以捉摸的一部分,”在馬薩諸塞州波士頓的哈佛大學陳曾熙公共衛生學院研究瘧疾寄生蟲和蚊子媒介基因組學的丹尼爾·內夫西說。

瘧疾長期以來一直是人類死亡的主要原因。“隨著近幾百年來奎寧等治療方法的發展,[人類和瘧疾]似乎正在共同進化,”西班牙巴塞羅那進化生物學研究所的古基因組學家卡萊斯·拉盧埃薩·福克斯說。“發現古代、前奎寧瘧原蟲的基因組很可能會揭示它們如何適應不同抗瘧藥物的資訊。”


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古代病原體

據認為,有五種引起瘧疾的瘧原蟲物種起源於非洲,時間在 50,000 到 60,000 年前,然後傳播到世界各地。大多數研究人員都認為,它們至少在 2000 年前,即羅馬帝國時期,就已到達歐洲。

惡性瘧原蟲“對人類歷史和進化產生了重大影響”,內夫西說。“因此,瞭解不同的社會不得不與[它]打交道多久,以及人類的遷徙和貿易活動如何傳播它,這一點尤為重要。”

研究人員可以從古代受感染者遺骸中提取的 DNA 中,收集關於寄生蟲的起源、進化和毒力的有價值的資訊。但很難知道在哪裡尋找:並不總是清楚一個人是否感染了瘧原蟲,以及 DNA 是否可以被回收取決於它儲存的完好程度。

在預印本伺服器 bioRxiv 上釋出的一篇預印本中,一個由維也納大學的研究小組領導的研究團隊鑑定出了第一個完整的惡性瘧原蟲線粒體基因組序列,該序列來自公元二世紀居住在義大利的羅馬人 Velia-186 的骨骼。

在之前的一項研究中,Velia-186 中檢測到了惡性瘧原蟲。最新預印本的作者從身體的牙齒中提取了寄生蟲的 DNA,並能夠識別出 5,458 個獨特的遺傳資訊片段,他們將這些片段組合起來,得到了覆蓋 99.1% 線粒體基因組的序列。他們還使用軟體將該基因組與現代樣本進行比較,發現 Velia-186 序列與印度現代菌株組密切相關。

由遷徙攜帶

研究人員表示,他們的發現支援了一種假設,即惡性瘧原蟲大約在至少 2000 年前從亞洲傳播到歐洲。拉盧埃薩·福克斯說,印度的菌株“當時就已經存在於歐洲 [然後];因此,隨著全球化事件(例如希臘時期,希臘人首次對其進行描述)的到來,似乎是合理的”。

內夫西說,這項工作是“技術上的傑作”,並且是對古代瘧疾基因組學這一有限領域的有趣補充。但他補充說,應該謹慎解釋結果,因為樣本數量很少,並指出來自寄生蟲細胞核(而不是其線粒體)DNA 的基因組序列“可能表明古代人類群體中寄生蟲運動的故事更為複雜”。

拉盧埃薩·福克斯建議探索其他潛在的瘧原蟲 DNA 來源,例如舊骨頭、古董醫療裝置甚至博物館中的蚊子標本。“整合來自這些異質來源的遺傳資料將提供對該疾病的細緻入微的看法,”他說。“看看我們能從過去關於這種病原體的菌株和傳播中學到什麼,這將很有趣。”

本文經許可轉載,並於 2024 年 3 月 13 日首次發表

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