
撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文

ccr5delta32 是位于人类 3 号染色体上 ccr5 基因中的一段 32 个碱基的缺失突变。当人体携带两个该突变拷贝时,能够完全阻断 hiv-1 病毒入侵免疫细胞,从而免疫艾滋病,这一发现后来既帮助治愈了几名艾滋病患者,也引发了“crispr baby”的伦理争议。
ccr5delta32 缺失的进化史一直备受争议,在北欧人群中,ccr5delta32 等位基因频率在 0.10-0.16 之间,而在南欧和东南欧则低于 0.08,在欧洲以外地区,这种缺失仅见于具有欧洲血统的人群中,它为何从未在非洲、东亚原住民中出现?此外,过去的研究对 ccr5delta32 等位基因出现的时间进行了估算,但结果差异很大,从约 700 年到约 3400 年,甚至超过 5000 年不等。这些结果都让科学们很是困惑。
传统观点认为,ccr5delta32 是千年的瘟疫选择的结果。而这项发表于 cell 的研究颠覆了这一认知——通过分析 934 具古代遗骸和 2504 个现代人类基因组,哥本哈根大学的研究人员发现,它的起源比之前认为的要古老得多。
草原游牧民的基因遗产
为了追踪 ccr5delta32 等位基因随时间的演化,研究团队旨在识别携带该缺失的古代个体。为了实现这一目标,他们开发了一种针对插入缺失突变的单倍型感知概率模型(haplotype-aware probabilistic model for indels,hapi),其能够在低覆盖度的古基因组中精准识别出 dna 片段缺失。在俄罗斯南部草原 4700 年前的颜那亚人遗骸中,研究团队发现了最古老的确凿证据。基因溯源显示,这个缺失突变在约 6700 年前诞生于西伯利亚草原游牧族群。
更惊人的是,这个缺失突变并非“横空出世”,它诞生于一个包含 84 个突变的古老基因组合(haplotype b),这个基因组合本身已存在上万年,而自然选择放大了携带这个缺失突变的个体的生存优势。
青铜时代的自然选择
通过模拟基因扩散模型,研究团队发现,ccr5delta32 缺失突变在距今 8000-2000 年前经历强烈正选择。这一时期恰逢欧亚大陆的青铜技术革命,人口流动加剧可能促进了某种病原体的传播。尽管具体选择压力尚未明确,但数据显示其频率在 2000 年前已趋于稳定,排除了中世纪时期黑死病作为主要驱动因素。
有趣的是,该缺失突变在现代拉丁美洲的出现完全源于大航海时代后的基因交流。而在非洲族群中发现的相似的基因片段,揭示了人类抗病基因库的复杂演化网络。
超越艾滋病的医学启示
这项研究不仅改写进化史教科书,更为医学研究敲响警钟:
1、ccr5delta32 缺失突变所在的整个基因组合与阿尔茨海默病、糖尿病等多种疾病相关;
2、基因编辑若仅靶向 ccr5delta32,可能会或略其他协同作用的遗传元件;
人体是一个复杂且精密的生态系统,任何“基因改造”都需要敬畏自然的复杂性。
此外,该研究也提示我们,古 dna 技术为解析复杂疾病遗传机制开辟了新途径。未来,科学家可以继续追踪 ccr5delta32 在免疫系统中的多重角色,而它的古老起源或许还能为艾滋病之外的其他疾病治疗带来新启示。
从草原篝火到现代实验室,ccr5delta32 的演化故事见证着人类与病原体永不停息的军备竞赛。当我们在基因图谱中寻找治病钥匙时,这项研究提醒我们:每个基因突变都是人类数百万年的进化史诗的结晶,而简单粗暴的“基因剪刀”可能剪断的是我们尚未理解的生存智慧。