遗传 | 基因组证据揭示中国主要流行结核分枝杆菌亚谱系在东亚的传播网络

近日，四川大学考古科学中心联合生命科学学院，在国内学术期刊《遗传》（Hereditas）发表了题为“中国主要流行结核分枝杆菌亚谱系在东亚的传播历史”的研究论文。论文第一作者为四川大学生命科学学院博士研究生吴畏，通讯作者为生命科学学院孙群教授，共同作者包括生命科学学院博士研究生杨斌、周智威博士以及考古科学中心原海兵教授。

结核病由结核分枝杆菌复合群（Mycobacterium tuberculosis complex，MTBC）感染引起，至今仍是全球重大传染病。世界卫生组织《2025年全球结核病报告》显示，2024年全球因结核病死亡约123万例，中国全年新增发病约69.6万例，在高负担国家中位列全球第四。以中国为核心的东亚地区，流行菌株主要为谱系L2与L4。团队前期工作已从跨大陆尺度揭示四种优势亚谱系（L2.2、L4.2、L4.4和L4.5）自欧洲多次引入并伴随本地适应的宏观格局，但中国各省份及与东亚、东南亚和中亚邻国之间的传播网络仍有待解析。

研究团队整合公共数据库与中国西南地区测序数据，纳入高质量且具有明确省级或国家来源标签的3,620份MTBC临床菌株样本的全基因组，涵盖中国32个省级行政区，以及韩国、泰国、越南、巴基斯坦、印度、印度尼西亚、塔吉克斯坦、哈萨克斯坦等8个邻近国家。基于单核苷酸多态性构建最大似然系统树，并以BEAST2宽松分子钟、贝叶斯天际线与贝叶斯随机搜索变量选择（BSSVS）离散地理模型重建传播网络。结果显示：L2.2呈全域覆盖，遗传多样性在华南、华北更高，最近共同祖先时间最早，约为1,009.7 BP（95%HPD：650.0–1,493.8 BP，以公元2020年为基准），根节点倾向韩国；L4.2约为459.5 BP，根节点倾向塔吉克斯坦；L4.4约为489.2 BP、L4.5约为675.6 BP，根节点分别指向华南和越南。

图 1 四个亚谱系的离散系统地理推断传播网络。箭头表示传播方向，右侧为主要路线的时间窗与后验概率。

值得注意的是，各亚谱系采取了截然不同的扩散策略。L2.2形成最密集的传播网络（58条高可信路径，后验概率>0.5），华南是最大输出节点；最早路线可能为韩国向华北传播（916.7–866.6 BP）。L4.2网络较稀疏（13条路径），核心链条沿“中亚（塔吉克斯坦）—南亚（巴基斯坦）—中国西部”走廊由西向东延伸，相对缺乏向东部腹地的大规模次级扩散。L4.4与L4.5则更集中在中国南方：L4.4以华南、西南为核心并向泰国等辐射；L4.5最早显著事件为越南向华南输入（约632.8–550.9 BP），随后以华南为枢纽向华北、西北及东北扩散，呈现“境外输入—本土定植—全国扩散”的级联模式。种群历史重建进一步识别出15世纪以来的多轮扩张窗口，并在20世纪出现演化分支数量的快速增长；其中L4.4近20年来的爆发式扩张尤为突出。

图 2 四个亚谱系的有效种群增长速率与单系分支时间分布。A–D为贝叶斯天际线增长速率，E–H为各地区单系分支累积。

研究表明，东亚MTBC流行呈现长期历史适应与近现代集中爆发叠加的规律：L2.2兼具跨境传播与本土辐射，L4的三个主要流行的亚谱系则更多体现跨境输入与边境交互，并且华南在四个亚谱系中均扮演关键传播节点。该研究为解析结核在中国的传播历史以及构建更精准的结核跨区域传播预警机制提供了基因组学证据。

该工作得到国家自然科学基金（32470009）、深地国家科技重大专项（2024ZD1000602、2024ZD1000603）和四川大学考古科学中心基金（24SASB01、24SASB05）的支持。未来，研究团队将结合更广泛的结核临床样本以及考古学与古DNA证据，进一步检验历史事件与种群扩张之间的联系，并解析驱动近期快速扩张的生物学机制。