2024年10月16日，國際著名期刊NATURE在線發表了中國科學院上海免疫與感染研究所Daniel Falush研究組及其合作者的題為“An ancient ecospecies of Helicobacter pylori”的研究論文，首次報道了存在于土著人群和食肉動物中的古老幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，H. pylori）生態種（ecospecies）。該生態種與土著群體相關，并在西伯利亞、加拿大、美國和智利的人群中被發現。
研究團隊利用了來自全球近7000個幽門螺桿菌基因組的數據集，來研究該細菌的傳播情況。這項研究將幽門螺桿菌的生態種定義為兩類，一類是普遍流行的“Ubiquitous”，另一類是“Hardy”。盡管這些生態種的基因組在大多數情況下源自于相似的共同祖先，但在“Hardy”型的基因組中，約有100個基因展示了單核苷酸多態性（SNP）差異。值得注意的是，這些基因大多數編碼外膜蛋白和宿主相互作用因子。在這些基因組區域內，不同生態種展現了獨立的基因庫演化模式，從而體現出各自獨特的進化歷程。這種變種起源于數十萬年前，隨著人類遷徙在全球傳播。研究團隊提出，這一生態物種專門適應于生活在以肉類或魚類為主食的人（肉食者）的胃中，因此，今天我們胃中細菌的遺傳變異可能揭示了祖先飲食習慣的信息。
研究進一步揭示，在大型貓科動物中發現的獵豹螺桿菌（H. acinonychis）以及新發現的與靈長類動物相關的譜系均歸屬于“Hardy”生態種，這表明幽門螺桿菌可能經歷了從人類宿主向動物宿主的跨物種躍遷。在“Hardy”生態種中，大多數菌株編碼了額外的依賴鐵的尿素酶，這一點與來源于食肉動物宿主的幽門螺桿菌一致。此外，這些菌株還具有編碼空泡毒素（vacA）的串聯重復，進一步支持了它們在進化上的相似性和適應性。
最后，研究人員推斷出H. pylori在走出非洲之前就分化為兩個高度不同的生態種，并且隨著人類的遷移在全球傳播，但是“Hardy”生態種在世界大部分地區已經滅絕。此分析還將幽門螺桿菌與人類的關聯歷史向前推進了一步，并提出了一些假設。例如關于人類飲食歷史對生態種分布的影響，以及“Hardy”生態種的致病性與人類飲食之間關聯的初步討論。研究分析還表明，這兩種生態物種自20萬多年前人類在非洲起源以來就伴隨人類存在。如果“Hardy”生態物種確實是在與肉食者共生的過程中進化而來，這意味著遍布世界的人類通常并沒有攝入大量的植物性食物，即使這些植物資源并不匱乏。
圖例：Hardy和Ubiquitous生態種基因庫的分化和傳播
來自中國科學院上海免疫與感染研究所的博士后Elise Tourrette為該論文的第一作者，Daniel Falush研究員為該論文的通訊作者。該研究受到了國家自然科學基金和上海市市級科技重大專項等項目的支持。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07991-z
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