東南亞大陸的基因故事，首次集體講述

越南奠邊梯田。圖源：Pixabay

導讀：

一項橫跨六國、歷時十年的合作研究，繪製出東南亞大陸人群的基因組圖譜，填補全球基因組資料庫的重要空白。

王曉波 | 撰文

陳曉雪 | 編輯

東南亞大陸（Mainland Southeast Asia）位於東亞、南亞和東南亞島嶼部分的交匯處，又稱中南半島，包括緬甸、泰國、越南、寮國、柬埔寨和馬來西亞的馬來半島等地區。這裡的語言、民族和人群極富多樣性，但在全球基因組學研究中長期代表不足——在已報道的全球67萬例人群全基因組測序資料中，東南亞人群樣本僅佔1.57%。

5月14日，一項由中國科學院昆明動物研究所牽頭、泰國、柬埔寨等東南亞六國34個科研團隊參與的國際合作研究在《自然》發表[1]，首次系統解析了該地區人群的遺傳結構、演化歷史與環境適應，有效地填補了國際基因組資料庫的空白。

“從我們的基因組資料來看，地理隔離是解釋東南亞人群遺傳分化的主導因素。語言的形成和分化會比較複雜，人口擴散和文化同化應該會共同發揮作用。”論文的通訊作者之一、中國科學院昆明動物研究所研究院宿兵告訴《賽先生》。

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地理，而非語言，決定遺傳譜系

研究團隊花費十餘年，深入東南亞大陸雨林腹地，採集了涵蓋五大語系、6個國家、30多個地方的東南亞人群樣本，完成了3023例深度全基因組測序，構建了構建了迄今為止最完整的東南亞人群高質量全基因組變異資料庫——SEA3K。

在這些樣本中，研究人員以平均43.5倍深度完成了短讀長全基因組測序，並對40個代表性個體進行了平均32.7倍深度的長讀長測序。結果發現，研究人員共識別出約8000萬個短序列變異和近10萬個結構變異，其中有超過2000萬個短序列變異和近2.5萬個結構變異是此前從未在東南亞人群中報道的新發現。

研究者透過主成分分析法發現，大多數東南亞人群的遺傳結構主要與地理分佈格局高度一致，而不是隨語言分類聚類，這表明人群間的分化主要透過地理隔離形成，印證了該地區複雜的遺傳交融與語言更替歷史。

圖一：主成分分析法說明基因分化與地理距離高度相關

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東南亞大陸人群的遺傳成分

研究還揭示出構成東亞與東南亞大陸人群的四種主要遺傳成分。一是東南亞土著中占主導地位的獨特古老成分，在柬埔寨及安達曼群島人群中尤為突出；二是從中國南方向南遷的農業人群成分，與新石器時代農業的擴散有關；三是與東亞北部相關的成分，廣泛存在於藏族和中國西南非漢族人群中，反映了最近一次從中國西南向中南半島的人口遷移；四是廣泛分佈於安達曼群島、孟加拉及中南半島各人群的古老成分。

“在東南亞群體中確實可以看到新石器時期北方南遷的農業文明群體的遺傳混合印記，主要影響的是東南亞的主體民族。在土著人群中的主要成分是東南亞特有的、且比較古老的遺傳成分，可以稱之為東南亞的土著遺傳成分。”宿兵解釋說。

他指出，這些發現有助於我們重新理解東南亞在現代人類演化史中的關鍵地位。第一，東南亞，包括中國西南部，可能是現代人最早到達亞洲東部的地區，是人群早期遷徙的中轉站，因為東南亞土著人群的基因組中保留了亞洲祖先人群的遺傳印記；第二，目前的東南亞人群，基本上是遠古祖先人群和後來的農業人群的混合。農業文明從東亞大陸向東南亞擴散，對東南亞主體民族人群產生很大影響，但對土著人群影響相對有限。

2018年，《知識分子》的文章《史前傳奇：華南人群多次下南洋，改變東南亞人群基因構成》曾報道，早在近代移民潮以前，史前時期的華南人群就曾多次南遷，並深刻改變了東南亞人群的基因構成[2]。2021年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹團隊也在Cell雜誌報道了約9,000至6,000年前的廣西人群在農業出現前已與來自東南亞的古老採集者和福建地區的南方祖源廣泛融合。[3]

圖二：人口樹得出組成中南半島人群的4種遺傳成分

此外，該研究還描繪了中南半島人群的演化史：所有東南亞大陸人群和東亞人群在15萬至20萬年前共享祖源，並在10萬至1萬年前的末次盛冰期經歷了嚴重的瓶頸效應，人口一度減少到1000人左右。隨後，在農業擴張驅動下，人口出現爆發式增長。

圖三：人口增長

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熱帶適應的基因分析

作為世界上氣候最為多樣的區域之一，東南亞大陸的高溫高溼、密林密佈環境，對人群演化產生了深遠影響。

研究團隊採用CMS評分方法，在東南亞大陸人群基因組中鑑定到44個受到強烈正選擇的區域，涉及89個基因，其中72個為首次發現的正選擇靶點。

這些基因涉及體質、免疫、代謝等適應性特徵，揭示了東南亞人群應對熱帶環境的獨特進化策略。例如，SLC245基因透過調控皮膚色素沉著抵禦熱帶地區的強紫外環境，CDC42SE2可以減輕熱帶雨林地區蚊蟲叮咬反應，MRPS22基因促成的捲髮表型可加速散熱等。值得注意的是，研究發現1號染色體上有一個長達443kb並在東南亞人群特異富集的基因組區域，該區域包含了與捲髮相關的TCHHL1、TCHH等基因，以及與皮膚屏障相關的FLG等基因，進一步說明東南亞人群中受選擇的基因與熱帶雨林環境適應密切相關。

同時，研究人員發現自然選擇在東南亞人群的基因組的調控序列和蛋白質編碼區都起作用，但與生活在非洲熱帶雨林的人群在變異位點上存在顯著差異，反映了東南亞大陸土著人群在與非洲土著人群在趨同演化上的獨特性。

圖四：東南亞大陸人群基因組的自然選擇訊號和潛在的環境適應表型

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古人類基因的滲透

現代人的基因組中依然保留著古人類的痕跡。在這項研究中，研究團隊發現東南亞大陸人群的尼安德特人基因佔比介於東亞和南亞之間，而丹尼索瓦人基因和東亞人比例接近，但普遍高於南亞人群。

另外，研究還揭示出丹尼索瓦人與現代人之間存在多次滲入事件。23個被分析的人群中，13個人群顯示有單次滲入訊號，而其他人群顯示至少兩次滲入訊號。特別的是，有一個柬埔寨人群顯示有3次滲入事件。這些不同的基因滲入模式，支援此前關於“亞洲至少發生過兩次丹尼索瓦人與現代人混血事件”的觀點，表明有可能多個丹尼索瓦人支系在不同的時間，很可能在不同的區域和現代人類雜交。

圖五：尼安德特人基因和丹尼索瓦人基因對東南亞大陸人的滲入

“這篇文章首先資料庫非常難得，針對東南亞族群不同的群體，對之後的研究非常關鍵；第二它發現的選擇適應基因，尤其是跟東南亞特有環境相關的基因，以及和非洲人演化適應過程的不同，也非常有意思；更重要的一點是，未來很有可能透過這樣的資料，找到我們在現在人群還不知道的一些成分，很有意義。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹評論說。

在首期聚焦東南亞大陸研究的基礎上，目前中國科學院昆明動物研究所聯合國際合作伙伴已正式啟動“東南亞基因組計劃”二期工程（SEA10K），致力於構建覆蓋東南亞全域的萬人級高解析度基因組圖譜。

隨著SEA10K的推進，我們或許能更全面地理解，什麼造就了今天的亞洲人——以及我們從何而來。