鼠疫桿菌在十四世紀奪走逾五千萬條人命,數百年來未曾絕跡,至今在美洲、非洲與亞洲仍偶有病例,科學家也持續追蹤鼠疫桿菌的進化與傳播機制。
來自加拿大研究團隊,分析來自亞洲、非洲以及北美洲和南美洲2,700多個現代鼠疫樣本的基因體,發現一種名為pla的基因拷貝數減少,但原因尚不清楚。
接著團隊以三種現代鼠疫桿菌,包括:正常表現pla、pla基因表現減少、完全沒有pla表現的菌株,透過皮下注射方式模擬淋巴結型鼠疫、以及靜脈或鼻腔感染模擬血液型或肺型鼠疫。
結果發現,皮下注射的組中感染pla基因表現減少的老鼠,存活時間比感染正常菌株的老鼠多近兩天,死亡率由100%降至85%,然而,靜脈或鼻腔感染的pla表現量減少的菌株與正常菌株一樣致命。顯示這種變異有利於鼠疫桿菌菌株的生存。
研究團隊也檢視了古代與現代鼠疫桿菌菌株的基因體,以了解pla基因表現減少的程度,在先前發表的研究中,他們觀察有30%~50%的古代菌株出現pla基因表現量減少的跡象。
進一步分析顯示,這項變化源自於鼠疫桿菌基因體中一段長達2100個鹼基對長、包含pla基因的DNA區段被刪除,同時攜帶該基因的質體DNA被整合到基因體其他區域而導致。
研究團隊推測,pla基因拷貝數減少可能與鼠疫反覆爆發,導致齧齒動物的密度下降有關,在這樣自然選擇壓力下,促使一種致死率較低、但能存活更久並維持傳染力的鼠疫桿菌菌株逐漸占優勢。
這項研究顯示,即使是基因表現量改變,也可能對病原體的傳播力產生重大影響。
資料來源:https://www.nature.com/articles/d41586-025-01687-8
(編譯/實習記者 康育華、責任編輯/彭梓涵)