为何有些人不常生病？天晴更易被狗咬、狐狸怎样适应沙漠？肥胖如何影响大脑？ | 一周论文新鲜读

06.17

本周值得读

来自《自然》旗下期刊的最新发表，我们为您精选呈现。

1. 狐狸如何适应沙漠生活

2. 肥胖会破坏大脑对营养物质的应答

3. 为何有些人不常生病

4. 消灭脊髓灰质炎的新机会

5. 覆盖中国多民族的泛基因组参考

6. 晴朗炎热有污染时更容易被狗咬伤

遗传学 | 狐狸如何适应撒哈拉沙漠

North African fox genomes show signatures of repeated introgression and adaptation to life in deserts

Nature Ecology & Evolution

《自然-生态与演化》发表的一项研究显示，近缘物种的DNA转移到北非狐狸基因组（该过程也称基因渗入）促进了北非狐狸适应在撒哈拉沙漠的生存。研究结果揭示了生命得以在这个炎热干旱环境下维持的遗传和生理机制。

狐属狐狸包括生活在撒哈拉沙漠的路氏沙狐（Vulpes rueppellii）和耳廓狐（Vulpes zerda），而撒哈拉沙漠是地球上最大的炎热沙漠。与生活在有水源地的物种不同，路氏沙狐和耳廓狐很少通过皮肤或呼吸流失水分，而且耳廓狐的肾脏还能储存水分。路氏沙狐的最近近亲赤狐（Vulpes vulpes）占据了北半球的各种栖息地，虽然两者居住的生态环境不同，但它们在撒哈拉沙漠的北部边缘有交集。

美国加州大学伯克利分校的Joana Rocha和同事结合了基因组学和生理学方法，研究了在极端炎热的撒哈拉沙漠的适应机制。作者测序了82例个体的完整基因组，这些个体包括在不同时期占据撒哈拉沙漠的四个狐狸物种（路氏沙狐、赤狐、耳廓狐、苍狐）。他们发现路氏沙狐和一个耳廓狐近缘物种有一个相同的基因组区域，这个区域含有沙漠环境下被选择的与缺水时尿浓度相关的基因。作者还发现路氏沙狐的一个基因组区域渗入了最近扩散到北美的赤狐的基因组。最后，作者比较了沙漠“特种兵”（路氏沙狐和耳廓狐）与来自北非和东亚的赤狐的血液和尿液的生理指标，发现沙漠“特种兵”在脱水情况下的储水能力更胜一筹。这与在非肾性失水和产热中起作用的基因受到选择的特征相吻合。

作者认为，生活在沙漠的不同狐狸物种之间共同的遗传变异能帮助它们适应环境改变，如沙漠边缘的环境。

生理学 | 肥胖会破坏大脑对营养物质的应答

Brain responses to nutrients are severely impaired and not reversed by weight loss in humans with obesity: a randomized crossover study

Nature Metabolism

《自然-代谢》发表的一项对60人开展的研究显示，大脑对特定营养物质的应答在肥胖个体中会减弱，而且减重后也不会恢复。研究结果表明，大脑的长期适应可能发生在肥胖个体中，而且会影响进食行为。

进食行为是复杂的代谢信号从肠道、其他器官、血液循环抵达大脑再返回的结果，目的是触发饥饿感和饱腹感以及寻找食物的动机。虽然这些过程在动物模型中已经开始变得明朗，包括在肥胖等代谢疾病的背景下，但对人类这方面的了解还很少，这是因为设计能阐释这些机制的临床实验很难。

美国耶鲁大学医学院的Mireille Serlie和同事设计了一项对照试验，向30名健康体重个体（定义为BMI在25 kg/m²或以下）或30名肥胖个体（BMI在30 kg/m²或以上）的胃部直接注射特定营养素（脂类或碳水化合物），同时通过功能性磁共振MRI和SPECT测量他们的脑活动。体重健康的个体在注射营养物质后表现出特定的脑活动模式和多巴胺释放（与积极感受有关），但这些应答在肥胖个体中会减弱。此外，减重10%（进行12周的节食）并不足以让肥胖个体恢复这些应答，提示肥胖背景下的大脑会出现长期适应，这种适应在成功减重后仍然不变。

在一篇同时发表的“新闻与观点”文章中，美国弗吉尼亚理工学院Fralin生物医学研究所的Mary Elizabeth Baugh和Alexandra DiFeliceantonio写道，“鉴于行为性减重后体重反弹很常见，该研究为今后探索肠-脑轴信号转导对减重维持和体重反弹的可能影响提供了充分的基础。”

免疫学 | 研究免疫恢复力及为何有些人不常生病

Immune resilience despite inflammatory stress promotes longevity and favorable health outcomes including resistance to infection

Nature Communications

《自然-通讯》发表的一项研究认为，免疫恢复力——维持或恢复免疫功能的能力——可能与响应感染性和炎症性疾病的能力有关。通过调查多项感染性和炎症性疾病背景的研究，这些发现或可改进我们对有些人为何能终身都保持较为健康的状态的理解。

为何有些人寿命较长、对感染性和炎症性疾病更不易感，是一个尚未得到充分理解的问题。感染和炎症性疾病导致免疫系统的变化，对疾病响应的量级和质量可能因人而异。有人认为对感染性和炎症性疾病的最佳反应与预期寿命有关，但尚需进一步研究。

美国得克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心的Sunil Ahuja和同事调查了一系列基于人类和动物研究的数据，以估计各情况下的免疫恢复力。他们调查了超过48500名个体和多种动物模型，发现有些人在暴露于不同感染性、炎症性疾病中以及在衰老过程中，能保持免疫恢复力。在感染性或炎症性疾病中存在免疫恢复力，与寿命延长和研究涉及的一系列疾病的有利健康结局有关，这些疾病包括HIV、有症状的流感感染、COVID-19、败血症和复发性皮肤癌。这项研究还认为，最佳免疫恢复力在所有年龄均可检测到，可能在女性中更常见，并可能与有利的免疫依赖性健康结局有关。

作者认为，免疫恢复力在未来可用于监测，并可能为预后及管理健康结局提供信息，包括寿命和感染反应。但还需要进一步研究以确定测量免疫恢复力的有效性和用途，用于诊断、预测和管理炎症性及感染性疾病。

病毒学 | 稳定的新候选疫苗或有机会消灭脊髓灰质炎

Genetic stabilization of attenuated oral vaccines against poliovirus types 1 and 3

Nature

本周《自然》发表了两种新的脊髓灰质炎候选疫苗，可诱导小鼠免疫反应，增加根除脊髓灰质炎的可能性。这些候选疫苗基于脊灰病毒的较弱版本，相较过去的一些疫苗而言，更不容易产生疫苗衍生的强力脊髓灰质炎病毒变种。

脊髓灰质炎是由脊灰病毒的三个版本（血清型）所致。野生的脊灰病毒（WPV）2型和3型在过去十年里已经被消灭，这得益于疫苗的进展，这些疫苗为失活版本或减毒的病毒（这些版本经过充分减弱，不会导致疾病，但仍会引起免疫反应）。但是WPV1型仍在阿富汗和巴基斯坦导致疾病，而由疫苗中的病毒演化为毒性形式所产生的另外两种类型的脊灰病毒还在继续流行。

近期开发的新口服2型脊髓灰质炎疫苗（nOPV2）使用一种证明能有效引起免疫反应的减毒活病毒，同时能保持遗传上的稳定，并被用于对抗疫苗衍生的脊灰病毒变体。这种稳定性归功于其纳入了特定遗传成分，限制了病毒重获毒力。基于这种方法，美国加利福尼亚大学旧金山分校的Raul Andino、Andrew Macadam和同事开发了WPV1型和3型疫苗（分别为nOPV1 和nOPV3）。动物实验和深度测序证实，这一候选疫苗即使接种后发生了小的变异，仍能保持减毒。他们还报告说，nOPV1、nOPV2和nOPV3被证明在小鼠中相当安全。在小鼠中联合注射nOPV1、nOPV2 和nOPV3产生了对所有三种脊灰病毒的抗体，小鼠得到保护，免受疾病影响。

遗传学 | 覆盖中国多民族的泛基因组参考

A pangenome reference of 36 Chinese populations

Nature

《自然》本周发表的一篇论文报道了中国36个民族的泛基因组参考。该研究结合了来自中国36个少数民族的58例样本的遗传物质，能帮助我们更全面地理解东亚人群尤其是中国人群的基因组变异。

自2001年发布草图以来，人类参考基因组一直是遗传和生物医学研究的基石。人们普遍认为，单个基因组无法代表人类物种的遗传多样性，大规模国际合作项目的开展旨在推动从单个基因组向泛基因组参考的转变，包括最近发布的人类泛基因组参考联盟（Human Pangenome Reference Consortium）。不过，东亚人群在这类项目中的代表性通常不足。

中国复旦大学的徐书华和同事报道了中国人群泛基因组联盟（Chinese Pangenome Consortium，CPC）的首个成果（第一阶段），集中了代表中国36个少数民族的58个样本，包括阿昌族、白族、摩梭族等。相较于最新的人类参考基因组GRCh38，这次的研究新增了1.89亿个碱基对和1367个蛋白编码基因重复（含有一个基因的DNA区域发生重复的变异序列）。作者还确定了最新发布的人类泛基因组参考中未见报道的590万个小变异和约3.4万个结构变异。比如，他们确定了CPC和人类泛基因组参考联盟在CFC1基因（已知与心血管疾病有关，尤其是在中国人群中）上的差异。研究结果表明，CPC泛基因组参考在帮助我们了解人类演化以及构建复杂疾病图谱方面具有巨大潜力。

这次的结果只是CPC的第一阶段，而CPC的最终目标是提供500名个体的高质量遗传数据，覆盖中国官方公认的全部56个民族和之前研究未能充分覆盖的其他多个民族（如夏尔巴人、刀郎人、罗布人）。

兽医学 | 犬咬伤在炎热有污染时可能更普遍

The risk of being bitten by a dog is higher on hot, sunny, and smoggy days

Scientific Reports

《科学报告》发表的一篇论文认为，在炎热、晴朗的天气，及空气污染水平更高时，犬咬伤可能会变得更频繁，频繁程度可增加11%之多。但作者提醒说还需要更多数据和进一步研究来确认这些发现。

此前研究有记录说天气较热和更高水平的空气污染，与人类、猕猴、大鼠和小鼠的攻击性增加有关。但还不清楚犬对人的攻击性是否同样有此趋势。

美国哈佛医学院斯波尔丁神经影像实验室理疗与康复科的Clas Linnman和同事调查了8个美国城市（达拉斯、休斯顿、巴尔的摩、巴吞鲁日、芝加哥、路易维尔、洛杉矶和纽约市）在2009-2018年间的犬咬数据。数据来自动物管理部门记录的可公开获取的数据库，或基于此前的犬咬记录。其中包括了69525次犬咬事件报告，10年中平均每天3起 。作者检查了犬咬率和每日细颗粒物（PM2.5）、臭氧和气温水平的相关性。他们还评估了紫外线和降雨水平。

作者报告，犬咬事故在紫外线水平高的日子里增加11%，在气温高的时候增加4%，在臭氧水平增高时增加3%。相反，犬咬发生率在降雨水平高的日子里会轻微下降（1%）。作者报告说在PM2.5水平较高时犬咬发生率无变化。

作者提醒说，犬咬记录没有包括其他可能影响个体犬只伤人风险的因素，如犬种、性别或是否绝育。此外也缺失犬和被咬伤者起初的互动信息，如此人是否与狗熟悉。

作者总结说，这些发现似乎将高温和空气污染与多物种攻击性的关联拓展到了犬类。但还需要进一步研究来确认和探索这一相关性。