中世紀黑死病仍影響現代人口免疫力 增患類風濕性關節炎等機會
中世紀肆虐歐洲的黑死病看似與現代人類無甚關係。不過，最新刊於《自然》的基因研究指出，該世紀瘟疫至今仍影響著人類。這不僅是因為致病的鼠疫桿菌 (Yersinia pestis) 至今仍然活躍，更重要是鼠疫桿菌引發了人類免疫系統的適應力，並令其持續演化了數百年。
然而，這些演化並不一定符合人類的長期利益：雖然所涉及的基因似乎增強了人類對鼠疫的抵抗力，但研究發現，這些相同的基因可能與克隆氏症 (Crohn’s disease) 和類風濕性關節炎等自身免疫性疾病的易感性增加有關。
發現表明，流行病可能會產生意想不到的、有時甚至是有害的長期影響，影響會波及幾代人。
黑死病在 1300 年代中期達到感染高峰，被廣泛認為是人類史上其中一次最嚴重的事件，在歐、亞和非洲奪去了多達數億人的生命。是次疫情是由鼠疫桿菌引起，並通過跳蚤傳播給人類，從而引發一種在不到一天內就可能致命的疾病。
患病壓力增天擇機會
這種極具影響力的傳染病代表了自然選擇（又稱天擇）的最大壓力之一，尤其是對人類而言。以地中海貧血為例，這種遺傳疾病恰好對更致命的瘧疾提供一定程度的抵抗力。由於患地中海貧血的人更有可能在瘧疾中存活下來，因此他們將有機會懷上更多患有地中海貧血的孩子。隨著時間推移，生活在瘧疾多發地區的人口中地中海貧血的發病率就會上升。
由加拿大麥瑪斯達大學基因學家 Jennifer Klunk 和芝加哥大學演化基因學家 Tauras Vilgalys 領導的國際團隊，則在是次研究中了解黑死病是如何改變人類基因組。
有參與研究的人類學家 Hendrik Poinar 解釋， 當一次嚴重的大流行殺死 30 至 50% 的人口時，人類必然會選擇具保護性的等位基因，易感染的人自然會較早死亡。換言之，這造成生存上的優勢，令到了生育年齡的倖存者，把「較強壯」的基因傳下去。
由於黑死病當年極為普遍，所以團隊可以從很多墳墓找到大量骸骨研究。團隊分析了黑死病之前、期間和之後的 100 年倫敦和丹麥死者500 多個骸骨基因樣本。
發現 ERAP2 基因變異
通過比較這些人的基因組，團隊從 245 種基因差異中，最終鎖定 4 個是與黑死病相關，這些基因以人類歷史上前所未有的速度被選擇。這些基因產生的蛋白質有助保護人類身體免受不同病原體入侵，而具有一種或多種這些基因變異的人似乎更有可能在鼠疫中倖存下來。
其中一個變異位於 ERAP2 基因附近，該基因以編碼一種可以切斷入侵病原體的蛋白質 (Edward Scissorhands) 而聞名。這種蛋白質存在於稱為巨噬細胞 (macrophage) 的免疫細胞內，而巨噬細胞會吞噬鼠疫桿菌等入侵者，然後將其蛋白質切碎，巨噬細胞會在其表面顯示切碎的蛋白質碎片，以產生抗原「警告標誌」，以提醒免疫系統的其餘部分，而沒有這種基因變異的人有一個截斷版本的 ERAP2，不會生產 Edward Scissorhands 蛋白、而每個人都可以擁有 ERAP2 的兩個有用副本；一個有用副本和一個截斷副本，或者兩個截斷副本。
為了確認這幾些古老的 DNA 作用，團隊亦創造了代表帶不同基因特徵的人類細胞培養物，並用鼠疫桿菌感染它們。結果表明，在研究中較早發現的基因再次出現在對細菌最有抵抗力的培養物中。
特別是，擁有兩個有用 ERAP2 基因副本的人，比那些擁有兩個不同副本的人，在瘟疫中存活的可能性高出 40% 到 50%。
隨著幾個世紀時間過去，鼠疫的破壞性越來越小，而人類在很大程度上繼續向前發展。不過，團隊發現的一些基因變異與其他自身免疫性疾病的易感性增加有關。由於鼠疫在 1340 年代會比瘧疾和地中海貧血等成為更大的演化壓力，此結果可能是不可避免的。
團隊指出，發現為自身免疫風險與對數百年前傳播的傳染病的適應之間的關係提供了證據。
來源：
Science Alert, The Black Death Shaped Human Evolution, And We’re Still in Its Shadow
https://www.sciencealert.com/the-black-death-shaped-human-evolution-and-were-still-in-its-shadow
Stat News, Black Death may have influenced evolution of genes involved in immune responses, study finds
報告：
Klunk, J., Vilgalys, T.P., Demeure, C.E. & et al. (2022). Evolution of immune genes is associated with the Black Death. Nature. doi: 10.1038/s41586-022-05349-x
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05349-x
文／AC、審／WL
