2024年11月7日，複旦大學生命科學學院徐書華團隊在分子進化領域專業期刊Molecular Biology and Evolution發表題為“Multiple-wave admixture and adaptive evolution of the Pamirian Wakhi people”的研究論文。該研究分析了8個瓦罕人（Wakhi）的基因組，揭示了帕米爾高原瓦罕人群的基因組多樣性、與鄰居人群的遺傳關係，解析了瓦罕人群的遺傳起源，推斷其複雜遺傳融合曆史並構建了人群演化模型；該研究進一步探究了瓦罕人群適應帕米爾高原高原環境的遺傳基礎，發現瓦罕人群在特定基因區域（MAGI2和EGLN3）存在顯著的適應性演化跡象，提示瓦罕人群可能具有不同於青藏高原人群的適應機製。
世居巴基斯坦、阿富汗、塔吉克斯坦和中國新疆環繞交界處的帕米爾瓦罕人自古以來就是連接東亞、中亞和南亞文化交融和貿易往來的重要橋梁，但關於瓦罕人的起源和演化曆史仍然知之甚少。該研究采集了8個帕米爾瓦罕人的基因組數據，結合中國新疆塔吉克人群以及世界人群的參考數據進行了綜合分析，發現瓦罕人和新疆塔吉克人具有相對更近的遺傳關係。研究發現瓦罕人的祖源構成中超過85%來自西歐亞人群（西歐～44.5%；南亞～42.2%），少量來自東歐亞人群（西伯利亞～6.0%；東亞～4.3%）（圖1）。
圖1.全球人群背景下瓦罕人的祖源解析
該研究進一步對瓦罕人的遺傳融合曆史進行推斷，發現瓦罕人的演化經曆了複雜的“混合之混合”的模式，即早期西歐和南亞祖先人群之間發生了基因交流，東亞和西伯利亞祖先之間也發生基因交流。隨後，來自西方已經混合的祖源人群與來自東方已經混合的祖源人群之間進一步發生了多次大規模遺傳融合：早期的人群融合發生在約3850 ~2250 年前，而更近期的人群融合發生在大約775~350年前，後經持續基因交流和融合最終形成了現今的瓦罕人（圖2）。
圖2.瓦罕人的複雜混合曆史模型重構及時間推斷
該研究通過計算分析瓦罕人基因組中古人類（丹尼索瓦人、阿爾泰-尼恩德特人和溫迪加-尼恩德特人）基因序列信息，發現MAGI2基因區域富集的古人類序列遠高於世界其他人群，該發現在單倍型網絡分析中得到佐證。有趣的是，MAGI2基因之前被報道在藏豬的高原適應性進化中發揮重要作用，提示趨同演化（convergent evolution）可能並非之前預期那樣罕見。另一方麵，該研究進一步發現EGLN3基因在瓦罕人群中呈現適應性演化特征，而該基因參與低氧環境中細胞信號轉導，此前有報道EGLN3與藏人和埃塞俄比亞高原人群的高原適應性相關。瓦罕人在EGLN3基因區域的12個單核苷酸多態性位點形成一個強連鎖不平衡區域，其中最高頻單倍型達87.5%，遠高於世界其他人群；這也與瓦罕人在EGLN3基因區域存在適應性演化的預期相符（圖3）。
圖3.瓦罕人EGLN3基因區域的適應性進化特征
總體來講，該研究揭示了帕米爾瓦罕人與新疆塔吉克人的密切遺傳關係，建模推斷出瓦罕人祖先可能經曆了多次複雜人群融合曆史。同時，該研究檢測到瓦罕人在MAGI2和EGLN3兩個基因區域存在顯著的的適應性演化特征，可能是瓦罕人適應帕米爾高原環境的關鍵遺傳基礎。
上海科技大學、中國科學院大學碩士畢業生胥宛星（現就職於上海交通大學醫學院公共衛生學院單細胞組學與疾病研究中心）、複旦大學生命科學學院博士後劉姣姣、上海科技大學博士畢業生張曉曦為本文共同第一作者，複旦大學生命科學學院/人類表型組研究院徐書華教授為通訊作者。巴基斯坦阿卜杜勒瓦利汗大學Asifullah Khan教授、複旦大學生命科學學院陸豔副研究員、複旦大學人類表型組研究院博士生溫佳、中國科學院大學博士畢業生馮啟迪、潘雨聞、複旦大學生命科學學院博士後高揚等對該研究做出了不同程度的貢獻。該研究獲得了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、上海市科委等多項基金的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/molbev/msae237