本报讯 在强效艾滋病药物出现之前，这种疾病给南非造成了严重的损失，以至于在短短十多年间，它就在人类基因组上留下了印记，改变了免疫系统基因的出现频率。20年前，随着药物的普及，这种进化力量逐渐减弱，基因变化也随之放缓。4月27日，相关成果发表于美国《国家科学院院刊》。
这项研究生动展现了人类的快速进化。“这太令人惊叹了。”美国亚利桑那大学的Michael Worobey表示，“这清楚地展示了自然选择的作用，以及药物干预如何阻止了自然选择。”
全球目前约有4080万艾滋病病毒（HIV）携带者，其中南非占20%。基于1998年至2025年采集的近1600名感染或未感染HIV的母亲及400多名婴儿的血样，研究人员评估了南非受艾滋病影响最严重的夸祖鲁-纳塔尔省人口的基因变化。
英国牛津大学的Philip Goulder表示，在抗逆转录病毒药物2005年在夸祖鲁-纳塔尔省广泛使用之前，曾出现过一场“完美风暴”，多种因素相互交织，推动了一场毁灭性的流行病。
20世纪90年代初，HIV进入南非，随后疫情在人群中暴发，导致夸祖鲁-纳塔尔省约40%的孕妇被感染——这一惊人的高感染率至今未变。由于遗传、医疗资源有限和可能存在的流行病毒亚型等多重原因，感染者在免疫系统受损的情况下迅速发展为艾滋病——这一过程大约需要4.5年，而在北美地区则是10年。
其他研究曾揭示疟疾和结核病等传染病如何改变人类基因组，但那些变化历经了数千年。
在夸祖鲁-纳塔尔省血液样本的DNA序列数据中，Goulder和同事追踪了免疫系统中一种最精妙且有效的抗感染机制的变化。当细胞被HIV等感染时，人类白细胞抗原（HLA）分子会将病毒片段运送到细胞表面。在那里，它们就像有手一样将病毒片段拿起来展示。而被称为细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的免疫系统“神枪手”会将它们识别为外来细胞，并杀死受感染的细胞。该研究重点关注了编码HLA分子的基因变异或等位基因。
在HIV感染者体内，病毒会迅速演变出大量不同的变异株。一些HLA分子比其他分子更有效，能够捕获所有变异株共有的病毒片段；而另一些分子则更倾向于捕获病毒中频繁变异的片段，这在无形中削弱了CTL的防御能力。研究人员追踪了3种被称为“保护性”的HLA等位基因和3种被称为“易感性”的HLA等位基因的频率。
基于用数据构建的模型，研究人员发现，携带任何一种易感等位基因的人口比例从1990年的28%下降至2004年的25%。在同一时期，携带任何一种保护性等位基因的人群比例从23%上升至27%，这意味着存活人群中能够产生强效CTL反应的人口比例增加了。论文作者、美国弗雷德里克国家癌症研究中心的Mary Carrington表示，这些变化“幅度不大，但十分明确”。
目前，约80%的南非HIV感染者都能获得抗逆转录病毒药物，这虽然未能阻止这种进化趋势，但显著减缓了它的进程。研究人员预测，到2035年，22%的南非人口将携带易感等位基因，而32%的人口将携带保护性等位基因。研究指出，若夸祖鲁-纳塔尔省居民从未接触过抗逆转录病毒药物，到2035年，易感等位基因的流行率将从1990年的29%下降至18%，而保护性等位基因的流行率则将跃升至42%。
美国乔治城大学的Tomoko Steen表示，从更长的时间尺度看，从HLA频率中观察到的“定向选择”往往会被其他因素抵消。由于大多数等位基因在全球范围内均有分布，因此“似乎是迁移历史而非自然选择塑造了这些频率”。此外，由于保留不同的等位基因具有优势，即所谓的平衡选择，因此维持基因多样性的机制也会抵消大部分定向选择的影响。
Goulder认同这一观点：“任何基因的存在，都是因为它经历了某种选择。实际上，那些对HIV不利的基因肯定对其他方面有益，只是我们目前还不知道。”（文乐乐）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2502683123
