ให้ความรู้เกี่ยวกับกาฬโรค

นักวิจัยแนะนำว่าเนื่องจากข้อได้เปรียบที่เป็นไปได้นี้ ตัวแปรจีโนมที่ก่อให้เกิด FMF จึงได้รับการคัดเลือกในเชิงบวกสำหรับประชากรในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา การค้นพบ นี้ตีพิมพ์ในวารสารNature Immunology การสนับสนุนเพิ่มเติมสำหรับการวิจัยนี้จัดทำโดยสถาบันโรคภูมิแพ้และโรคติดเชื้อแห่งชาติ สถาบันโรคข้ออักเสบและกล้ามเนื้อและกระดูกและผิวหนังแห่งชาติ และศูนย์วิจัยจีโนมิกส์และสุขภาพโลก ตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา การแข่งขันทางอาวุธชีวภาพได้ต่อสู้กันระหว่างมนุษย์กับจุลินทรีย์ก่อโรค การต่อสู้เชิงวิวัฒนาการนี้อยู่ระหว่างระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์และจุลินทรีย์ที่พยายามบุกรุกร่างกายของเรา จุลินทรีย์ส่งผลกระทบต่อจีโนมมนุษย์ได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่น พวกมันสามารถมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของจีโนมบางอย่างที่สะสมอยู่ในประชากรมนุษย์เมื่อเวลาผ่านไป ดร. แดน แคสต์เนอร์ ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของ NHGRI และผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่า "ในยุคที่เกิดโรคระบาดครั้งใหม่นี้ การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานร่วมกันระหว่างจุลินทรีย์และมนุษย์ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง" "เราสามารถเห็นวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาเรา" หนึ่งในจุลินทรีย์ดังกล่าวคือเยอซิเนีย เพสติสซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดการระบาดของโรคกาฬโรคที่ได้รับการจัดทำเป็นเอกสารอย่างดีซึ่งนำไปสู่การเสียชีวิตมากกว่า 50 ล้านคน FMF เช่นเดียวกับ กาฬโรค เป็นโรคโบราณ เป็นกลุ่มอาการไข้เป็นระยะที่พบบ่อยที่สุด และอาการของ FMF ได้แก่ ไข้กำเริบ ข้ออักเสบ ผื่น และการอักเสบของเนื้อเยื่อที่เป็นหัวใจ ปอด และอวัยวะในช่องท้อง FMF อาจนำไปสู่ภาวะไตวายและเสียชีวิตโดยไม่ได้รับการรักษา โรคนี้ปรากฏทั่วภูมิภาคเมดิเตอร์เรเนียนและส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อประชากรชาวตุรกี ชาวยิว อาร์เมเนีย และอาหรับ ความแปรปรวนของจีโนมใน ยีน MEFVทำให้เกิด FMF MEFVเข้ารหัสโปรตีนที่เรียกว่า pyrin ในคนที่มีสุขภาพดี pyrin มีบทบาทในการตอบสนองต่อการอักเสบของร่างกาย Pyrin จะทำงานเมื่อมีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน (เช่น ในกรณีที่มีการติดเชื้อ) Pyrin เพิ่มการอักเสบและการผลิตโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ ในทางตรงกันข้าม ผู้ป่วย FMF จะสร้าง pyrin ที่ผิดปกติเนื่องจากความแปรปรวนของจีโนม (การกลายพันธุ์) ในยีนMEFV pyrin ที่กลายพันธุ์ไม่จำเป็นต้องมีการติดเชื้อหรือการกระตุ้นภูมิคุ้มกันอื่น ๆ เพื่อเปิดใช้งาน ค่อนข้างจะจูงใจผู้คนโดยตรงให้มีอาการไข้และการอักเสบที่ดูเหมือนไม่ได้รับการพิสูจน์ การ กลายพันธุ์ ของ MEFVยังมีคุณสมบัติปกติอื่นๆ นักวิจัยได้ค้นพบว่าผู้ที่มีชุดรูปแบบจีโนมของMEFV เพียงชุดเดียว ที่เป็นสาเหตุของโรค FMF จะไม่เป็นโรคนี้ นอกจากนี้ ก่อนการรักษาที่ได้ผลดี ผู้ที่มีสำเนา 2 ชุดจะมีอัตราการเสียชีวิตสูงเมื่ออายุ 40 ปี แต่มักมีอายุยืนพอที่จะมีบุตรได้ แม้ว่าอัตราการรอดชีวิตจะต่ำกว่า แต่ชาวเติร์ก ยิว อาหรับ และอาร์เมเนียเกือบ 10% มีสำเนาของยีนที่ทำให้เกิด FMF อย่างน้อยหนึ่งชุด หากโอกาสเป็นปัจจัยเดียว เปอร์เซ็นต์นั้นก็จะต่ำกว่ามาก นักวิจัยเสนอว่าเปอร์เซ็นต์ที่สูงขึ้นนี้เป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติในเชิงบวก ซึ่งเป็นกระบวนการวิวัฒนาการที่ผลักดันการเพิ่มขึ้นของความแปรปรวนของจีโนมและลักษณะเฉพาะที่เป็นประโยชน์ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง Jae Jin Chae, Ph.D., ผู้เขียนอาวุโสของหนังสือพิมพ์กล่าวว่า "เช่นเดียวกับการเลือกลักษณะของเซลล์รูปเคียวเพราะมันสามารถป้องกันโรคมาลาเรียได้ และนักวิทยาศาสตร์ประจำสาขาจีโนมิกส์เมตาบอลิซึม หลอดเลือดหัวใจ และโรคอักเสบของ NHGRI "pyrin ที่กลายพันธุ์อาจปกป้องพวกเขาจากการติดเชื้อร้ายแรงบางอย่าง" ทีมงานหันไปหาYersinia pestisซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดกาฬโรคที่น่าอับอาย เป็นตัวเต็งในการผลักดันการเลือกเชิงวิวัฒนาการสำหรับการกลายพันธุ์ของ FMF ในประชากรเมดิเตอร์เรเนียน ปรากฎว่าYersinia pestisมีโมเลกุลเฉพาะที่กดการทำงานของ pyrin ในคนที่มีสุขภาพดี ในการทำเช่นนั้น เชื้อโรคจะยับยั้งการตอบสนองต่อการอักเสบของร่างกายต่อการติดเชื้อ ด้วยวิธีนี้ร่างกายไม่สามารถต่อสู้กลับได้ “การอักเสบเป็นกระบวนการที่เซลล์เม็ดเลือดขาวปกป้องร่างกายจากการติดเชื้อ จากมุมมองของโฮสต์ การอักเสบช่วยให้เราอยู่รอด จากมุมมองของแบคทีเรีย การอักเสบเป็นสิ่งที่ต้องหลีกเลี่ยงด้วยวิธีการใดๆ ที่มีอยู่” Daniel Shriner กล่าว ปริญญาเอก นักวิทยาศาสตร์ประจำศูนย์วิจัยจีโนมิกส์และสุขภาพโลกที่ NHGRI นักวิจัยรู้สึกทึ่งกับความจริงที่ว่าYersinia pestisส่งผลกระทบต่อโปรตีนที่กลายพันธุ์ใน FMF พวกเขาพิจารณาความเป็นไปได้ที่ตัวแปรจี โนมที่ก่อให้เกิด FMF อาจปกป้องบุคคลจากกาฬโรคที่เกิดจากเชื้อYersinia pestis แนวคิดที่ว่าวิวัฒนาการจะผลักดันให้โรคหนึ่งในกลุ่มต่อสู้กับอีกโรคหนึ่งอาจดูขัดแย้งกับสัญชาตญาณ แต่มันขึ้นอยู่กับตัวเลือกที่แย่น้อยที่สุด อัตราการเสียชีวิตโดยเฉลี่ยของผู้ที่เป็นโรคกาฬโรคในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมาสูงถึง 66% ในขณะที่แม้จะมีความถี่พาหะ 10% แต่ประชากรน้อยกว่า 1% ก็เป็นโรค FMF ในทางทฤษฎี อัตราต่อรองของวิวัฒนาการอยู่ในความโปรดปรานของฝ่ายหลัง แต่ก่อนอื่น ทีมงานต้องตรวจสอบว่าตัวแปรจีโนม 2 สายพันธุ์ที่ทำให้เกิด FMF ผ่านการคัดเลือกในเชิงบวกในกลุ่มประชากรเมดิเตอร์เรเนียนหรือไม่ สำหรับสิ่งนี้ พวกเขาทำการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในกลุ่มประชากรตุรกีจำนวน 2,313 คน พวกเขายังตรวจสอบจีโนมจากตัวอย่างทางโบราณคดีโบราณ 352 ตัวอย่าง ซึ่งรวมถึง 261 ตัวอย่างก่อนคริสต์ศักราช นักวิจัยได้ทดสอบเพื่อหาตัวแปรจีโนมที่ก่อให้เกิด FMF สองตัวในทั้งสองกลุ่มตัวอย่าง พวกเขายังใช้หลักการทางพันธุศาสตร์ของประชากรและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายความถี่ของการเปลี่ยนแปลงจีโนมที่ก่อให้เกิด FMF ในแต่ละชั่วอายุคน Elaine Remmers, Ph.D., ผู้วิจัยร่วมของ NHGRI กล่าวว่า "เราพบว่าทั้ง 2 สายพันธุ์ที่ก่อให้เกิด FMF นั้นเกิดขึ้นตั้งแต่ 2,000 ปีที่แล้ว ก่อนเกิดโรคระบาด Justinian และกาฬโรค ทั้งสองสายพันธุ์มีความเกี่ยวข้องกับหลักฐานของการคัดเลือกในเชิงบวก" Elaine Remmers, Ph.D., ผู้วิจัยร่วมของ NHGRI กล่าว สาขาจีโนมิกส์เมทาบอลิซึม หลอดเลือดหัวใจ และโรคอักเสบ. จากนั้น นักวิจัยได้ศึกษาว่าYersinia pestisมีปฏิสัมพันธ์กับตัวแปรจีโนมที่ก่อให้เกิด FMF อย่างไร พวกเขาเก็บตัวอย่างเซลล์เม็ดเลือดขาวโดยเฉพาะจากผู้ป่วย FMF นอกจากนี้ พวกเขายังเก็บตัวอย่างจากผู้ที่มีสำเนาของตัวแปรจีโนมเพียงชุดเดียว (ดังนั้นจึงไม่เป็นโรค) ทีมงานพบว่าYersinia pestisไม่ลดการอักเสบในเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ได้รับจากผู้ป่วย FMF และผู้ที่มียีนแปรปรวนที่ก่อให้เกิด FMF การค้นพบนี้ตรงกันข้ามกับความจริงที่ว่าYersinia pestisช่วยลดการอักเสบในเซลล์โดยไม่มีการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับ FMF นักวิจัยคิดว่าหากเชื้อYersinia pestisไม่ลดการอักเสบในผู้ที่เป็นโรค FMF อาจเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของผู้ป่วยเมื่อติดเชื้อจากเชื้อโรค เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ นักวิจัยได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมของหนูที่มีรูปแบบจีโนมที่ก่อให้เกิด FMF พวกเขาติดเชื้อ Yersinia pestis ทั้งหนูที่ มีสุขภาพดีและดัดแปลงพันธุกรรม ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าหนูที่ติดเชื้อซึ่งมีตัวแปรจีโนมที่ก่อให้เกิด FMF นั้นมีชีวิตรอดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับหนูที่มีสุขภาพดีที่ติดเชื้อ เมื่อรวมกันแล้ว การค้นพบเหล่านี้บ่งชี้ว่าในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมา สายพันธุ์จีโนมที่ก่อให้เกิด FMF ที่เลือกในเชิงบวกในประชากรตุรกีมีบทบาทในการต่อต้านการติดเชื้อYersinia pestis n ไม่ว่าจะเป็นเรื่องเดียวกันสำหรับประชากรในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนอื่น ๆ ก็ตาม การศึกษานำเสนอให้เห็นถึงอิทธิพลที่คาดไม่ถึงและยาวนานของจุลินทรีย์ที่มีต่อชีววิทยาของมนุษย์