維京人糞便助排序線蟲基因組

深入了解過去的廁所，會對我們的祖先，以及喜歡寄生於人體內的線蟲互動關係有新的認識。最新刊於《自然通訊》的基因研究就從 2,500 年前的維京人廁所，找到並排序出已知最古老的人類寄生蟲基因組！該研究表明，現時仍時常感染人類的毛首鞭形線蟲 (Trichuris trichiura) ，已適應人體至少 55,000 年。

有參與研究的哥本哈根大學動物學家 Christian Kapel 在新聞稿指出，對於營養不良或免疫系統受損的人而言，毛首線蟲屬 (Trichuris) 會導致嚴重疾病，而對該種寄生物及其基因發展的了解使設計更有效的藥物變得更容易，防止牠們在世上最貧困地區傳播。

據美國疾病預控中心 (CDC) 估計，毛首線蟲屬在全球感染多達 7.95 億人，尤其是在衛生條件差的地區。毛首線蟲卵會透過人糞以糞口途徑傳播；糞便亦可進入土壤或水中，然後被另一宿主攝入。

一旦安全地進入新宿主的腸道，毛首線蟲卵就會孵化。成熟後，雌性毛首線蟲就會以每天生產高達 20,000 顆卵的速度繁殖。更重要是，成年毛首線蟲有 1 年壽命，能在環境中大量繁殖感染更多宿主。

Kapel 解釋，毛首線蟲卵在土壤中發育大約 3 個月。一旦成熟，卵就可以在野外存活得更長時間，等待被新宿主攝入。因此其整個生命週期都適應在土壤中盡可能長時間地生存。

正是這種土壤的持久性幫助團隊能夠在古代人類糞便化石中發現的古代 DNA 進行測序——毛首鞭形線蟲卵有一層堅硬的甲殼素，保留了其中所含的DNA，使其適合在土壤環境中長期生存。

團隊從丹麥維堡 (Viborg) 和哥本哈根的維京人定居點，以及拉脫維亞和荷蘭的遺址，找到總共 17 個不同的古代人糞樣本並分離出毛首鞭形線蟲卵進行 DNA 排序。團隊同時檢查了來自全球各地人類以及猴子的當代毛首鞭形線樣本，以與排序出的古基因組進行比較。

一如團隊所料，毛首線蟲屬似乎遵循「人類非洲起源說」，在大約 55,000 年前與人類一起從非洲傳播到世界各地。另一方面，毛首線蟲亦在過去多年已適應了與人體合作而非對抗人體免疫系統的方式，以保持在感染人後不被發現，並在宿主中渡過其生命週期，並傳播給盡可能多的潛在宿主。

在某些情況下，輕微的毛首線蟲屬感染甚至可能對健康宿主產生有益的影響。例如曾有研究表明，豬毛首線蟲 (Trichuris suis) 增加了健康腸道細菌的多樣性，並減少影響豬隻健康的細菌存活。但對於被嚴重感染的宿主而言，會導致更多病徵包括貧血和直腸脫垂，如兒童嚴重感染則會抑制健康成長。

Kapel 補充，在維京時代和中世紀，人類無非常衛生的條件或分開的煮食和廁所設施，這有利毛首線蟲屬的傳播。雖然，現時在已發展國家或地區毛首線蟲的感染非常罕見。不幸的是，在貧窮或欠發違地區仍然存在有利的傳播條件。

來源：

Science Alert, Viking Poop Helps Scientists Reconstruct Genome of Ancient Human Parasite

報告：

Doyle, S.R., Søe, M.J., Nejsum, P. & et al. (2022). Population genomics of ancient and modern Trichuris trichiura. Nat Commun 13, 3888. doi: 10.1038/s41467-022-31487-x

文／AC、審／WL