微生物组

从人体微生物组计划(2007年)到国家微生物组计划(2016年),美国酝酿了十年,各国也对微生物组研究投入了大量努力。微生物组学研究发展非常快,肠道微生物组与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,包括体重、糖尿病、免疫系统、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统等等,被认为是人体的“第二基因库”。

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全球变暖,古老病毒和细菌会复活吗

来源:中国科学报 2017-12-03 19:05




全球变暖给地球的整个生态系统带来了巨大变化,两极冻结多年的冻土正在融化。而随着土壤的融化,那些原来处于休眠状态的古老病毒和细菌是否会苏醒过来、重新威胁人类社会呢?

打开的潘多拉魔盒

事实上,这样的担忧已经成为事实。在2016年8月,位于西伯利亚冻原的亚马尔半岛上,一名12岁的男孩因感染炭疽死亡,同时还有至少20人也因此住院。

关于引发此次炭疽疫情的最终解释是,1941年一头因感染炭疽死亡的驯鹿尸体。它本来深埋在永久冻土层之下,但因为当年夏天出现的热浪,永久冻土融化,驯鹿尸体暴露,并将有感染性的炭疽菌释放到附近的水和土壤中,最终进入食物供应链。这导致附近放牧的2000多只驯鹿被感染,进而导致一些人也被感染。

科学家担心,这并不会是个例。未来会有更多的永久冻土融化。一般情况下,每年夏季浅层的冻土会融化约50厘米。但随着全球变暖,更深的永久冻土正在逐渐暴露出来。

处于冰冻状态的永久冻土是细菌长期保持活力的最理想场所,时间也许可以长达一百万年。这意味着永久冻土中冰层的融化,可能会打开疾病的潘多拉魔盒。

北极圈的气温正快速上升,其上升速度比世界其他地区快三倍。随着冰层和永久冻土的融化,其他感染性因子可能被释放出来。

致病性病毒可能被释放

法国艾克斯·马赛大学的进化生物学家让-米歇尔·克拉弗维指出:“永久冻土是保存微生物和病毒的非常好的场所,因为它的里面温度很低,不含氧气,而且处于黑暗中。下层的永久冻土中可能仍保存着能感染人类或动物的致病性病毒,包括过去曾引起全球性传染病的那些致病性病毒。”

在2011年发表于《全球卫生行动》的一篇文章中,共同作者鲍里斯·雷维奇和玛丽娜·波多拉尼亚娜预测:“永久冻土融化的结果是18世纪和19世纪致命的感染性媒介可能会卷土重来,尤其是埋葬了那些感染病受害者的墓地附近。”

科学家从阿拉斯加苔原大型墓地挖掘出的几具尸体上,发现了1918年西班牙流感病毒的RNA片段。天花和黑死病的病原体也可能埋藏在西伯利亚的永久冻土中。上世纪90年代开始的一个项目中,来自俄罗斯新西伯利亚病毒学和生物技术国家研究中心的科学家检查了几具发现自西伯利亚南部阿尔泰山地区的石器时代人类遗体,以及从俄罗斯永久冻土中发掘的在19世纪病毒流行期间死亡的男子尸体样本。结果发现这些尸体具有患天花后留下的症状。虽然研究者没有找到天花病毒本身,但已经检测到其DNA片段。

假如古老病毒果然卷土重来,那么巨型病毒是最有可能的罪魁祸首。在2014年,克拉弗维就领导一个团队复活了被封存在西伯利亚永久冻土中长达3万年的两种病毒——“西伯利亚陶罐病毒”和“西伯利亚软体病毒”。巨型病毒利用常规显微镜就能观察到,一旦它们复活,就迅速变得具有传染性。幸运的是,这些特殊的病毒只感染单细胞的变形虫。不过该研究仍然表明其他真能感染人类的古老病毒可能会以同样的方式复活。

资源开采带来的风险

在《欧洲内科医学杂志》今年发表的一份研究报告中,克拉弗维担心北冰洋,尤其是指西伯利亚和俄罗斯北极区域,开通商业通航会导致病原菌暴发。他指出,该区域拥有大量的珍贵资源,包括贵重金属、稀土、石油,还有天然气和黄金等。

格陵兰岛的状况同样令人担忧。3个世纪前丹麦对格陵兰岛进行殖民,2009年格陵兰岛当地政府从丹麦接管了除国防和外交政策之外的所有政府职能。每年丹麦仍对格陵兰岛拨付当地政府预算三分之二的资金,但是如果格陵兰岛独立,丹麦将放弃对其拨款。这座岛屿蕴藏大量矿产,岛屿南部拥有全球最大的稀土储量。为了填补财政预算缺口,格陵兰岛开采了6个新矿。

在北极地区采矿和开采石油需要移动大量永久冻土,至少是数百万吨的等级,如果要进行采矿,你需要立即挖掘1600万吨永久冻土,事实上这些冻土在过去100万年的时间里未被移动或者破坏过。

克拉弗维指出,如果未来对永久冻土带进行资源开采,那么在采矿小屋旁会堆积着大量腐败分解的永久冻土,它们暴露在阳光、空气和夏季雨水之中。如果永久冻土中包含大量感染人类或者人类祖先的微生物,那么现代人将距离危险更近一步。(生物谷Bioon.com)

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