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結核分枝桿菌
（Mycobacterium tuberculosis）是結核病的罪魁禍首，通常它們喜歡侵襲人類的肺部，導致肺結核的發生。但實際上，結核分枝桿菌不只是對肺部情有獨鍾，它同樣具備很多病原體一樣的特性：儘可能實現廣泛傳播。
科學家也偶爾會在其他組織中發現結核分枝桿菌的蹤跡，
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5%-20%的案例會出現肺外表現，有極少數患者骨頭也會受到侵襲
。
《細胞》的一項新研究發現，結核分枝桿菌的祖先譜系可能更喜歡入侵骨頭，並從內部侵蝕、損傷骨組織。目前發現的最早證據來自約9000年前的木乃伊樣本，科學家在其受損的脊柱中檢測到了結核分枝桿菌的存在。
按照已有的資料，
過往研究普遍推測只有2%的結核病與骨骼有關
。新研究的通訊作者，杜克大學的傳染病學博士Jason Stout和同事最近卻有了完全不一樣的發現。
他們回顧分析了十多年前北卡羅來納州一場聚集性的結核病傳播案例。其中一位患者從越南感染了結核菌並傳染給了工作場所的同事，但奇怪的是，
後續的檢查發現6名患者出現了肺部以外的感染，其中4名出現了骨骼感染
。
▲一個突變讓現代結核分枝桿菌更傾向於待在肺部，但它們的祖先譜系仍然喜歡向個體內部其他組織遷徙（圖片來源：參考資料［2］）
“這明顯不只有2%的機率，” Stout博士表示，“按道理來說，骨骼傳染的機率應該是極低的，即使我一直研究傳染病學，但還是很難解釋其中的原因。”
如今這個謎團終於在杜克大學遺傳學家David Tobin博士的幫助下得到了破解，Tobin博士檢測了當時這部分患者的樣本。他們確認
這些患者感染的並非現代結合分枝桿菌，而是一支非常古老的譜系
，也被他們稱作譜系1菌株，這是結核分枝桿菌出現以來最早的譜系之一。
譜系1菌株如今只出現於印度洋附近的一些國家，但仍然會給公共衛生系統造成很大的疾病負擔。對結核桿菌來說，
它們的傳播其實非常依賴巨噬細胞
，細菌在被巨噬細胞吞噬的時候其實也會變相實現入侵，並隨著這些免疫細胞移動到其他部位。
▲在一次聚集性結核分枝桿菌感染中，許多患者出現了骨骼侵蝕症狀（圖片來源：參考資料［2］）
於是他們開始比較不同譜系菌株之間的區別，以及對巨噬細胞的影響。最突出的不同是，北卡羅來納州案例中的菌株都有著一個特殊的蛋白：
完整的
EsxM變體
（EsxM variant），而現代譜系菌株中這一蛋白都是受損的。
藉助斑馬魚模型，作者用兩類菌株分別感染了斑馬魚。可以直觀地看到，那些
擁有完整EsxM變體菌株感染的巨噬細胞明顯移動得更遠，大約能達到EsxM變體受損菌株的兩倍
。並且只前者感染的情況下，斑馬魚的骨骼中會出現肉芽腫病灶。
此外，擁有EsxM變體基因的巨噬細胞也更容易地移動到斑馬魚受傷的尾鰭。
根據作者對眾多不同結核分枝桿菌菌株的測序結果，所有演化而來的現代菌株的EsxM基因都被沉默了，這也是它們編碼不出相應蛋白的原因。
這種演化限制了結核分枝桿菌的移動力，將它們極大地限制在了肺部，但此舉也讓現代結核桿菌在肺部紮根更牢，如此一來，
它們可以更容易地隨著患者的呼吸道來傳播，找到新的宿主。
這或許也是現代菌株犧牲在個體內部的傳播距離，從而傳播更多宿主的演化策略。而剩下的這一部分古老譜系沒有摒棄自己的感染方式，它們仍虎視眈眈地盯著肺部以外的組織，也在隨時準備侵蝕骨骼。
封面圖來源：123RF
參考資料：
［1］ A Bone-Eating Pathogen From Thousands of Years Ago Is Still Circulating Inside Us。 Retrieved November 14， 2022 from https：//www。sciencealert。com/a-bone-eating-pathogen-from-thousands-of-years-ago-is-still-circulating-inside-us
［2］ An ancestral mycobacterial effector promotes dissemination of infection。 Cell （2022）。 DOI： ttps：//doi。org/10。1016/j。cell。2022。10。019