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尼安德特人将人乳头瘤病毒传给欧亚大陆的智人

天体部落长老 天然主义者部落 2023-04-19

Jenne 自然部落 编译:    面对事实,这就是“未来奇迹”的原因。曾经以为,尼安德特人的主题近期不会做了,没想到读到这篇,赶脚有必要把它推荐给读者。最新古人类研究介绍一直是本公号的核心主题之一。今天音乐选的是A大最喜欢的男歌手姆爷的,小编童年就觉得阿姆可能是尼安德特人,哈

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图片来源:戴维老师。具体时间上,本图已不准确,仅供参考。



尼安德特人将人乳头瘤病毒传给欧亚大陆的智人


内森·法尔德   2021 年 9 月 14 日 



众所周知,现代人类在尼安德特人与欧洲和亚洲共存期间与尼安德特人杂交。2018 年的一项研究揭示了有关这种杂交的有趣而耐人寻味的细节,这种杂交发生在 8万 到 4万年前。研究人员在古代人群中追踪导致宫颈癌的人乳头瘤病毒 (HPV) 的发展情况得出结论,当时尼安德特人可能将一种特定的 HPV 毒株传给了现代人。这种致命的毒株成为欧亚大陆 HPV 的主要形式,与现代非洲人群中发现的稀有毒株不同。(参考杂(滥)交   四处溜达  逮啥吃啥----古人也疯狂(收藏图)


对于这项发表在《PLOS病原体杂志》上的开创性研究,由香港中文大学陈子贵和阿尔伯特爱因斯坦医学院的罗伯特·伯克 领导的国际遗传科学家团队从多个物种中获取了非人类灵长类动物 HPV 病毒样本。他们还从世界各地人类中发现的人乳头瘤病毒变体中收集了数千个完整和部分基因组。(参考西伯利亚尼安德特人的食谱)





人乳头瘤病毒 16 型 (HPV 16) 主要衣壳蛋白的冷冻电子显微镜结构。(Opabinia regalis / CC BY-SA 4.0 )



追踪人类乳头瘤病毒的进化

使用一种称为分子钟建模的技术,研究人员能够将 HPV 变种的进化追溯到常见来源。他们对绘制被称为人乳头瘤病毒 16 型 (HPV 16) 的菌株的进化发展图谱特别感兴趣,这种病毒通过性传播并导致人类癌症。


这项研究无法获得来自尼安德特人等已灭绝物种的古代病毒样本。但科学家们根据从世界各地采集的人类 HPV 16 样本的差异得出了关于尼安德特人版本的 16 型人乳头瘤病毒的结论。在欧亚大陆发现的 HPV 毒株与在非洲发现的毒株不同,科学家们得出结论,这是因为现代人类在欧亚大陆与尼安德特人杂交,而不是在非洲。


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在仔细查看基因数据后,科学家们发现人乳头瘤病毒在它感染的每个物种中都是分开进化的。他们将此称为“病毒对宿主生态系统的利基适应,这是致癌 HPV 进化的第一阶段。” 他们写道,人类和非人类乳头瘤病毒的多样性是由“病毒-宿主共同进化”引起的。(参考人类和病毒的重复博弈

换句话说,病毒的进化与它感染的物种的进化同步。正如在非洲人和非非洲人中发现的 HPV 的差异所显示的那样,该病毒在同一物种的不同种群中也可能以不同的方式发展。(参考统计数据显示,大规模流行病比我们想象的更有可能发生


科学家们总结道:“随着我们扩大对病毒宿主进化的理解,当前的数据提供了一个框架来解开致癌 HPV 基因组的奥秘。”



非人类灵长类动物可以携带相同的病毒,人类乳头瘤病毒就是如此,它已经在灵长类动物和古人类中存在了惊人的 4000 万年。(肾上腺素/ Adobe Stock)



追踪尼安德特人和人类的病毒共同进化

人类和类人物种(古人类)自存在以来就一直携带病毒。在某些情况下,非人类灵长类动物可以携带相同的病毒,人类乳头瘤病毒就是如此,它在灵长类动物和古人类中已经存在了惊人的 4000 万年。 


随着现代人类的每个远古祖先或表亲不断进化,无论是人类还是非人类,感染他们的病毒也随之发生变化,从而产生了更大的病毒多样性。当尼安德特人和智人在大约 50 万年前分裂到不同的进化途径时,各自携带的 16 型人乳头瘤病毒(致癌版本)的变体同时发生分歧。


在非洲,智人几乎一生都在那里生活,HPV 16 产生了 B、C 和 D型病毒 株。同时,A 株被限制在流浪的尼安德特人身上,他们在几十万年前游荡到近东、欧洲和中亚时携带着这种病毒。。(参考来自丹尼索瓦洞穴的更新世沉积物 DNA


当智人最终从大约 8 万年前开始大量迁出非洲时,他们在许多地方与尼安德特人一起迁入。最初的杂交发生在那个时候,标志着 A 株 HPV 首次引入近东、欧洲和亚洲人群。(ck古代基因组提供了对尼安德特人家族群体的罕见一瞥



图 5 来自最新研究。HPV16 变异的地理分布:(A)共有来自 22 个国家/地区(详见表 3)的 3256 种已知地理来源的 HPV16 变异被分配到谱系/亚谱系,并在饼图中按地理组进行汇总。(B)使用加权 UniFrac 算法进行的主成分分析将不同的研究队列分为三个不同的组,即非洲人、欧亚人(亚洲和高加索人)和南美洲/中美洲,主要与病毒采样的主要人群相关。(C) HPV16 谱系/亚谱系的相对频率分布在四个主要地理人群中(非洲、亚洲、白种人和南/中美洲)。( Plos 病原体)



尼安德特人向他们新来的非洲表亲“热情地介绍”了 A 菌株的三个子版本,被科学家称为 A1、A2 和 A3。但这并不是故事的结局。


现代人类抵达他们的领土后,尼安德特人开始向东迁移,进入东亚。这一运动伴随着 HPV 16 病毒的突变,当尼安德特人到达东亚并开始与当地人杂交时,他们传递了一种新开发的 HPV 16 版本,称为 A4。(参考中国“龙人”头骨?一


今天,A4 人乳头瘤病毒亚株几乎只在东亚国家被发现,该版本约占该地区所有 HPV 感染的 40%。相比之下,B、C 和 D 版本在非洲仍然占主导地位,他们在遥远的过去与尼安德特人的性接触很少或根本不存在。


应该再次强调的是,参与这项复杂基因研究的科学家们并没有尼安德特人版本的 16 型人乳头瘤病毒样本可供检查。他们只是通过观察目前在人类中发现的 HPV 16 毒株的多样性并将它们与它们最可能的起源点联系起来,间接推断出这个版本的特征。



HPV 是最常见的感染生殖道的病毒,而宫颈癌是迄今为止最常见的由它引起的疾病。( CC BY-SA 4.0 )



病毒史与医学知识的进步

似乎对欧亚大陆尼安德特人和现代人类进化史的研究有助于揭示人类乳头瘤病毒复杂进化史的重要细节。


从尼安德特人祖先那里继承的 DNA约占现代人类遗传密码的 2-4%。这与人类与尼安德特人在第一次跨物种接触和尼安德特人在公元前 40,000 年最终灭绝之间的数万年间频繁杂交的理论是一致的。当这种情况发生时,性传播疾病无疑会来回传播,这就解释了目前在全球人类中发现的 HPV 菌株的分布情况。 


参与这项研究的科学家们希望他们的发现对医学科学有用。


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“了解乳头瘤病毒的进化应该提供重要的生物学见解并提出 HPV 诱导的宫颈癌的潜在机制,”研究作者在他们的《PLOS 病原体》文章中写道。


当尼安德特人和现代人在数万年前遇到人乳头瘤病毒时,他们不可能知道它的存在或它的影响。现代医学更了解情况,因此更好地准备研究这种病毒敌人并开发可以减轻其影响的解决方案。


这是一个重要的考虑因素。宫颈癌是女性第四大常见癌症,每年导致全球超过 250,000 名女性死亡。如果这项研究确实能帮助科学家更多地了解人乳头瘤病毒的功能,也许有一天这个数字会减少。




上图:这是人乳头瘤病毒在体内的样子。最新研究表明,现代人通过与欧亚大陆的尼安德特人杂交而感染了 HPV。HPV 是全球最常见的性传播感染。资料来源:Naeblys / Adobe Stock



注:人乳头瘤病毒是一种属于乳多空病毒科的乳头瘤空泡病毒A属,是球形DNA病毒,能引起人体皮肤黏膜的鳞状上皮增殖。表现为寻常疣、生殖器疣(尖锐湿疣)等症状。随着性病中尖锐湿疣的发病率急速上升和宫颈癌、肛门癌等的增多,人乳头瘤病毒(hpv)感染越来越引起人们的关注。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,人乳头瘤病毒6和11型、人乳头瘤病毒β属(5和8型除外)和γ属在3类致癌物清单中。



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