疟疾在50000年前的一次罕见遭遇中从大猩猩跳到人类身上。
Plasmodium falciparum无疑是人类历史上最具影响力的生物之一。这种单细胞寄生虫是导致疟疾的主要物种之一,这种疾病已经夺去了数千亿人的生命,并且每年继续感染超过2亿人。
但是,我们与这种寄生虫的不幸关系是如何开始的呢?一项新的研究表明,这个故事的一个重要章节可以追溯到大约50,000年前,两个寄生虫之间的一次不太可能的遭遇,以及一个罕见的遗传事件,使得感染从大猩猩跳到了人类。
所有的疟疾寄生虫都起源于非洲的大型猿类。然而,在某个时刻,一些寄生虫获得了从大猩猩到人类切换宿主的能力。有七种Plasmodium寄生虫物种会导致疟疾,其中五种可以感染人类,尽管只有两种物种——P. falciparum和P. vivax——是导致大多数人类感染的原因。P. falciparum在2017年占非洲疟疾病例的99.7%。
为了理解这种从大猩猩到人类的决定性跳跃是如何发生的,Wellcome Sanger研究所的科学家们使用祖先序列重建来研究一个50,000年前的P. falciparum祖先的分子进化。在PLOS Biology杂志上报道的研究人员专注于RH5,一个编码蛋白质的基因,该蛋白质与人类红细胞中的蛋白质受体结合,并允许寄生虫入侵。
祖先的RH5蛋白似乎具有双重能力,可以结合大猩猩和人类的basigin,使寄生虫能够感染两种物种的红细胞。
值得注意的是,它似乎是通过运气获得的这种能力。
研究人员认为,两种不同类型的Plasmodium寄生虫恰好同时感染了一只大猩猩细胞,并且它们通过一种称为渐渗的过程在它们之间交换了一些遗传物质。结果是一种配备了感染大猩猩和人类基因的Plasmodium寄生虫。
进一步的分析揭示了突变意味着寄生虫不再能够结合大猩猩的basigin,解释了P. falciparum如何变得仅限于人类。
“能够‘复活’像Plasmodium falciparum从大猩猩跳到人类这样的祖先基因是非常迷人的。我们不仅发现了物种宿主切换是如何发生的,而且还发现了随后将P. falciparum限制为单一宿主物种的个别突变。”蒙彼利埃大学的合著者Franck Prugnolle博士在一份声明中说。
这一发现不仅突显了世界上最致命疾病之一是如何开始感染人类的,而且还提供了关于病原体如何从一个物种跳到另一个物种的见解。
当然,疟疾远非人类从我们的大型猿类亲戚那里获得的唯一疾病。其他现代人畜共患疾病从非人类灵长类动物跳到人类的例子包括埃博拉、寨卡病毒,以及可能最为著名的——人类免疫缺陷病毒(HIV)。