An African origin for the intimate association between humans and Helicobacter pylori

Nature 445:915-8, 2007

Speaker:洪惠雯

Commentator:孫孝芳  教授

感染幽門桿菌 (H. pylori)在全世界是很普遍的事情，幽門桿菌無處不在，他感染全世界超過一半以上的人口，造成潰瘍及成為胃癌的ㄧ個危險因子。此外，幽門桿菌擁有一個強烈的種系結構 (phylogeographic structure)，全世界每群幽門桿菌的分布基因背景都有顯著的不同。然而，在先前的文獻中已經報導過幽門桿菌能夠反應人類遷徙的許多歷史，例如說在新石器時代從中東遷徙到中歐的農夫或是非洲黑奴的輸出，在幽門桿菌的基因背景資料我們都能夠看到分布的差異。因此本篇文章主要目的就是利用從全世界收來的769的幽門桿菌菌株來以分子遺傳學的分法分析是否和人類地理上位置的分布具有相似的情形。

首先作者用定序 (sequence)7個管家基因(house-keeping gene)和2個與致病有關的基因，cagA、vagA，一個菌株有3850的核甘酸(nucleotides)與1418的多型性(polymorphic)，也因此來定義幽門桿菌的分群 (Fig1)。從結果來看將

幽門桿菌分成了七群分別是：hpAfrica1, hpAfrica2, hpEastAsia, hpEurope1, hpEurope2, hpAsia2 和 hpNEAfrica (Fig2、Fig3)。我們從其中看到了每個分群菌株彼此之間的關聯性，除了hpAsia2很明顯的看到這群跟其他的分群差異很大，可見他的高度分歧 (highly divergent)。另外我們也從親源關係圖看到了每個分群彼此之間的差異和重複區域 (Fig4)。

以matrices of pairwise (F_ST)來分析幽門桿菌和人類的基因分化情形 (genetic differenciation)，以人類microsatellite作為人類的標誌，我們可以發現有百分之73的人類變異情形和幽門桿菌是有一個線性的關係。顯示出人類和幽門桿菌的基因分化情形是可以被比較和被定量出來的。(Fig5)

另外我們也可以從資料上很清楚的看到幽門桿菌和人類的基因距離(genetic distance)以及地理上的距離(geographic distance)之間的關係，我們可以很清楚發現隨著距離愈遠，基因距離就會愈大，在人類有百分之77有這樣的情形而在幽門桿菌有百分之47如此，而人類和幽門桿菌之間的趨勢是很相近的。另外比較了從東非的距離和基因距離，那麼愈接近東非，基因的分歧就愈大，顯示出東非是人類和幽門桿菌共同的演化源頭。(Fig6)

我們也以simulation的方式分析出幽門桿菌是從58000年以前從東非散布出去，它似乎在更早以前就已經存在東非了。結論是幽門桿菌和人類共同親密演化從很久以前就如此了，幽門桿菌更像一面鏡子ㄧ樣反映人類基因的分佈。

(Fig1)

(Fig2)

(Fig3)

(Fig4)

(Fig5)

(Fig6)