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冠狀病毒 2.5 萬年前已感染東亞人類祖先 基因突變有助人口免疫力

2021/4/27 — 18:06

原圖來源:wikipedia

原圖來源:wikipedia

冠狀病毒源遠流長,年初上載於 bioRxiv 的研究發現,早在 25,000 年前古代冠狀病毒可能已經感染了生活在現代東亞地區的人類祖先,並一直不斷影響人類。

團隊利用公共數據庫數據,分析全球 26 個不同人口中 2,504 人的基因組。由於冠狀病毒感染人類細胞時,會脅持細胞的機制以進行複製,其成功將取決於病毒與數百種不同人類蛋白質的互動。團隊則集中分析一組共 420 種已知會與冠狀病毒互動的人類蛋白質,當中 332 種亦與導致新冠肺炎(COVID-19)的冠狀病毒 SARS-CoV-2 有互動;這些蛋白質大多數可幫助病毒在細胞內複製,亦有些可幫助細胞抵抗病毒。

有参與研究的亞利桑那大學生態學與演化學系助理教授 David Enard 指,病毒一直有感染人類,而這類病原體確實是人類基因組自然選擇的其中一個主要推動力,因為有增加感染後生存機率的基因更可能傳到下一代。另外,編碼這些蛋白質的基因會不斷隨機突變,如突變賦予了基因優勢例如更好的抵抗病毒能力,也將令相關變異基因更影被選擇傳給下一代。

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實際上團隊發現,在東亞血統的人口中,某些已知與冠狀病毒互動的基因隨時間出現更高頻率的變異,這些突變通過改變細胞產生的蛋白質數量,來幫助東亞人祖先對古代冠狀病毒產生更高的抵抗力。

研究又發現,分析的 420 種蛋白質中有 42 種的基因於 25,000 年前開始增加變異頻率,這些有利人類的變異基因傳播一直持續到大約 5,000 年前,顯示古老的冠狀病毒長期以來一直在威脅著東亞人口。

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無参與研究的加州大學聖地亞哥分校醫學系副教授 Joel Wertheim 指,病毒對人類的適應具有最強的選擇性壓力,而研究顯示冠狀病毒可能早在人類出現前已經存在了很長時間。不過他提醒,發現到的基因變異未必一定由冠狀病毒推動。 Enard 同意 Wertheim 的意見,他提出發現到的基因變異,可能是另一種與冠狀病毒一樣與人類細胞相互動的病毒。

另一份刊於 bioRxiv 的研究也發現,包含 SARS-CoV-2 的冠狀病毒亞屬 sarbecoviruses 最早在 23,500 年前已演化出來,時間與人類中首次出現編碼冠狀病毒相關蛋白的基因變異相若,與 Enard 團隊的研究相對應。

不過, Enard 指出兩個研究都無改變學者對哪些人口更能在感染 SARS-CoV-2 後生存機會的理解;現時也無證據表明這些古老基因變異可以幫助保護現代人免受 SARS-CoV-2 感染。他又強調,社會和經濟因素例如有足夠的醫療保健,作用可能遠比基因變異重要得多。

來源:
Live Science, An ancient coronavirus swept across East Asia 25,000 years ago

報告:

  1. Souilmi, Y., Lauterbur, M.E., Tobler, R. & et al. (2021). An ancient viral epidemic involving host coronavirus interacting genes more than 20,000 years ago in East Asia. bioRxiv 2020.11.16.385401. doi: 10.1101/2020.11.16.385401 
  2. Ghafari, M., Simmonds, P., Pybus, O.G. & Katzourakis, A. (2021). Prisoner of War dynamics explains the time-dependent pattern of substitution rates in viruses. bioRxiv 2021.02.09.430479; doi: 10.1101/2021.02.09.430479

文/Alan Chiu

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