从农耕文明出现到苏联解体,人类历史上的重大事件都在肺结核(TB)致病菌的DNA上留下了印记。日前,一个包括中国学者在内的跨国团队分析了全球近五千个结核分枝杆菌样本,展示了源自中国的一种结核分枝杆菌如何成为广泛抵抗抗生素的全球性杀手。
结核分枝杆菌最初可能诞生于四万年前的非洲,但直到农耕文明出现、人类开始定居后,肺结核才真正在人群中扎根。人类在固定地点群居,使这种呼吸道致病菌更容易传播。巴黎国家自然历史博物馆的进化遗传学家Thierry Wirth表示,他是该研究的领导者之一。
北京系结核分枝杆菌(Beijing lineage)于二十世纪九十年代中期在北京地区被鉴定,如今已成为全球公共健康威胁最大的结核分枝杆菌之一。这种致病菌不仅扩散到全世界,还对多种抗生素产生耐药性。
研究人员收集并分析了来自99个国家的4,987个北京系结核分枝杆菌样本,对其中110个样本进行了全基因组测序,对其他样本进行了部分测序,并据此追溯了该致病菌的进化史。该成果发表于《自然·遗传学》(Nature Genetics)。
研究显示,北京系结核分枝杆菌约六千六百年前起源于中国,与长江流域的水稻种植时间相符。该致病菌通过连接中国与中东的丝绸之路走出东亚,并随汉族人迁移扩散至太平洋岛屿和中亚地区。
一些全球性巨变也推动了北京系结核分枝杆菌的传播。研究团队基于基因组序列建立模型,分析了该细菌群体的历史动态。他们发现,感染人数在十九世纪早期激增,可能与工业革命时期的城市人口膨胀有关。二十世纪早期,该致病菌再次繁盛,可能与第一次世界大战后的进一步城市化有关。此外,当时的流感大流行也为北京系结核分枝杆菌提供了助力,因为流感会增加个体对TB的易感性。
二十世纪六十年代抗生素的大量使用显著减少了北京系结核分枝杆菌的数量。然而,八十年代和九十年代其数量出现反弹,这两个时期分别与HIV/AIDS的出现和苏联解体吻合。苏联卫生系统的崩溃被广泛认为是多重耐药性TB出现的重要因素。
研究人员指出,自北京系结核分枝杆菌出现以来,其感染力逐渐增强,胜过了其他结核分枝杆菌。他们鉴定了与抗生素耐药性、代谢和免疫逃逸相关的突变,以理解北京系结核分枝杆菌如此成功的原因。