人類胃內(nèi)極強(qiáng)的酸性環(huán)境能消化絕大多數(shù)食物，甚至分解鐵釘。然而，幽門螺桿菌不僅能夠在胃酸的環(huán)境中存活并繁殖，還是導(dǎo)致慢性胃炎、消化性潰瘍等胃部疾病的主要病原體之一。

近日，中國科學(xué)院上海免疫與感染研究所及其合作者首次發(fā)現(xiàn)了一種起源于數(shù)十萬年前的幽門螺桿菌新亞種。研究成果發(fā)表于《自然》（Nature）。

▲Nature官網(wǎng)論文截圖

01

“神奇細(xì)菌”在哪里

自人類誕生以來，幽門螺桿菌就與我們同在，能否找出其歷史的更多細(xì)節(jié)？

懷揣著這樣的科研設(shè)想，研究團(tuán)隊聯(lián)合瑞典、日本的科學(xué)家，收集了全球近7000個幽門螺桿菌的基因組數(shù)據(jù)集。最終，他們在部分土著人群中發(fā)現(xiàn)了幽門螺桿菌的全新生態(tài)亞種，研究人員將其命名為“Hardy”，寓意為“耐寒的”。

所謂生態(tài)亞種，是指同一物種因適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境，而在基因上表現(xiàn)出微小差異的種群。這項研究將幽門螺桿菌的生態(tài)亞種定義為兩類，其中一類是當(dāng)下普遍流行的“Ubiquitous”，另一類就是這次新發(fā)現(xiàn)的亞種“Hardy”。

盡管這些生態(tài)亞種的基因組在大多數(shù)情況下源自相似的共同祖先，但在“Hardy”型的基因組中，約有100個基因展示了與當(dāng)下常見的幽門螺桿菌不同的DNA堿基變異。

▲Hardy和Ubiquitous生態(tài)亞種基因庫的分化和傳播

02

遷徙傳播中走失的生態(tài)亞種

研究人員推測，幽門螺桿菌在人類走出非洲之前就分化成了兩個高度不同的亞種，并隨著人類的遷移在全球傳播。不同亞種展現(xiàn)了獨立的基因組演化模式，體現(xiàn)出各自獨特的進(jìn)化歷程。

此次新發(fā)現(xiàn)的亞種“Hardy”在世界大部分地區(qū)已經(jīng)滅絕。在“Hardy”生態(tài)亞種中，大多數(shù)菌株編碼了額外的依賴鐵的尿素酶，這一點與來源于食肉動物宿主的幽門螺桿菌一致。此外，這些菌株還具有編碼空泡毒素（vacA）的串聯(lián)重復(fù)，進(jìn)一步支持了它們在進(jìn)化上的相似性和適應(yīng)性。

研究人員提出，Hardy專門適應(yīng)于生活在以肉類或魚類為主食的人（肉食者）的胃中；因此，今天我們胃中細(xì)菌的遺傳變異可能揭示了祖先的飲食習(xí)慣。

研究進(jìn)一步揭示，在大型貓科動物中發(fā)現(xiàn)的獵豹螺桿菌（H. acinonychis）以及新發(fā)現(xiàn)的與靈長類動物相關(guān)的譜系均歸屬于Hardy生態(tài)亞種。由于幽門螺桿菌通常僅在人體中存在，此次靈長類動物中的新發(fā)現(xiàn)表明幽門螺桿菌可能經(jīng)歷了從人類宿主向動物宿主的跨物種傳播。

▲全球幽門螺桿菌的平均祖先分布圖

03

解鎖治療新篇章

新亞種的發(fā)現(xiàn)還將幽門螺桿菌與人類的關(guān)聯(lián)歷史向前推進(jìn)了一步。團(tuán)隊初步研究了人類飲食歷史對生態(tài)亞種分布的影響，對“Hardy”生態(tài)亞種的致病性與人類飲食之間關(guān)聯(lián)進(jìn)行了初步討論。

未來，團(tuán)隊希望逐步解開幽門螺桿菌適應(yīng)人類胃環(huán)境以及飲食習(xí)慣的適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制謎題，助力根除該病原菌以及設(shè)計更好的精準(zhǔn)治療方法。

來源：中國科學(xué)院上海免疫與感染研究所

責(zé)任編輯：王穎