Bệnh lao đã tái định hình hệ miễn dịch của chúng ta như thế nào

Nhưng bệnh lao trở nên chết người như vậy từ khi nào vẫn là một bí ẩn.

Giờ đây, bằng cách truy tìm sự tiến hóa của một biến thể gen khiến con người dễ mắc bệnh hơn, các nhà nghiên cứu đã có thể theo dõi sự bùng phát và suy giảm của bệnh lao trong 10.000 năm qua, đồng thời chỉ ra cách căn bệnh này định hình lại hệ miễn dịch của người dân Châu Âu thời kỳ đồ sắt.

Tác giả nghiên cứu Lluis Quintana-Murci, nhà di truyền học dân số tại Viện Pasteur và Đại học Pháp, cho biết: “Tất cả chúng ta đều là con cháu của những người sống sót sau các trận dịch trong quá khứ. Bài báo này giúp xác định đâu là mầm bệnh thực sự đã thay đổi DNA của chúng ta và khiến chúng ta trở nên kiên cường hơn”.

Bằng chứng sớm nhất về bệnh lao đến từ những bộ xương được chôn cất ở Trung Đông 9.000 năm trước, ngay sau khi con người phát minh ra nông nghiệp. Nhưng biến thể của vi khuẩn gây bệnh lao - Mycobacterium tuberculosis - đang tiếp tục lấy đi sinh mạng của con người ngày nay. Biến thể này xuất hiện cách đây 2.000 năm, khi con người sống trong các khu định cư dày đặc hơn, bên cạnh động vật thuần hóa.

Hai năm trước, Gaspard Kerner ở Đại học Paris phát hiện ra rằng, con người có nguy cơ bị bệnh nặng hơn khi nhiễm lao nếu họ mang hai bản sao của biến thể P1104A - một biến thể hiếm của gen miễn dịch TKY2. Bằng cách truy tìm tần suất xuất hiện của biến thể đó trong 1.013 bộ gen châu Âu từ 10.000 năm trước, các nhà nghiên cứu đã phát hiện cách các gen miễn dịch đồng tiến hóa với bệnh lao như thế nào - Quintana-Murci cho biết.

Theo các nhà nghiên cứu, biến thể P1104A đã có từ rất lâu - nó được phát hiện trong DNA của một người nông dân sống cách đây 8.500 năm ở Anatolia (nay là Thổ Nhĩ Kỳ) và xuất hiện ít nhất từ 30.000 năm trước. Những người nông dân Anatolian và những người chăn nuôi ở Yamnaya thuộc lục địa Âu-Á đã di truyền biến thể P1104A khi họ di chuyển vào Trung Âu. Bằng cách nghiên cứu những thay đổi về tần suất xuất hiện của biến thể theo thời gian, các nhà nghiên cứu ước tính, cho đến khoảng 5.000 năm trước, khoảng 3% dân số mang biển thể P1104A. Và vào giữa thời đại đồ đồng, khoảng 3.000 năm trước, có đến 10% người châu Âu mang gen này. Nhưng kể từ đó, tần số xuất hiện của nó giảm mạnh xuống còn 2,9% - một tỷ lệ tương tự như ở người châu Âu ngày nay.

Các nghiên cứu DNA cổ đại chỉ ra, quá trình suy giảm tần suất xuất hiện của gen P1104A trùng với thời điểm biến thể cũ của TB dần biến mất và biến thể hiện đại của TB xuất hiện. Quintana-Murci và nhóm của ông đã chạy mô phỏng trên máy tính về mức độ ảnh hưởng của kích thước quần thể và sự di cư đến tần suất xuất hiện của biến thể gen. Họ cho rằng, bệnh lao đã giết chết hoặc làm 1/5 trong số những người mang biến thể gen P1104A mắc bệnh nặng, chỉ còn một số ít trong số họ có con cái còn sống sót sau khi kết thúc thời kỳ đồ đồng, tức khoảng 2.000 năm trước. Kết quả là, chọn lọc tự nhiên nhanh chóng loại bỏ biến thể gen gây chết người này xuống tần suất xuất hiện thấp, theo bài báo trên Tạp chí The American Journal of Human Genetics.

Quintana-Murci nói: “Bệnh truyền nhiễm là áp lực tiến hóa mạnh nhất mà con người phải đối mặt". Nhà nhân chủng học phân tử Anne Stone ở Đại học bang Arizona đồng ý: thật không tốt nếu mang biến thể gen này khi bệnh lao đang hoành hành.

Stone và các nhà nghiên cứu bên ngoài khác cho biết thời điểm biến thể gen P1104A biến mất dần ở người và thời điểm xuất hiện của bệnh lao hiện đại rất phù hợp. Nhà cổ sinh học Kirsten Bos ở Viện Nhân chủng học Tiến hóa Max Planck nhận xét: “Thật tuyệt và thú vị khi thấy hai dòng dữ liệu rất khác nhau mang lại kết quả tương tự".

Nghiên cứu mới cũng chỉ ra rằng cần nhanh chóng tìm hiểu mức độ phổ biến của biến thể P1104A, Kerner nói. Nó rất hiếm trong các cộng đồng ở Ấn Độ, Indonesia, Trung Quốc và Châu Phi, nơi bệnh lao lưu hành. Nhưng khoảng 1 trong số 600 người Anh trong cơ sở dữ liệu Biobank của Vương quốc Anh đang mang hai bản sao của biến thể, và theo Kerner, họ có nguy cơ mắc bệnh nặng hoặc tử vong cao nếu tiếp xúc với vi khuẩn lao.