研究背景
在过去的10万年甚至更长的时间里，幽门螺旋杆菌（革兰氏阴性胃杆菌）与人类有着密切的共同演化关系。人类和幽门螺旋杆菌的遗传多样性最大的地方是非洲。离开非洲后，幽门螺旋杆菌继续与人类同步演化。
幽门螺旋杆菌在欧亚大陆的东西方分化反映在hpEastAsia(一个东亚祖先群体)分化为hspEAsia、hspIndigenousAmericas和hspMaori。然而，幽门螺杆菌在欧亚大陆北部的存在、多样性和结构仍然未知。西伯利亚地区西起乌拉尔山脉，东至太平洋，南至哈萨克和蒙古大草原。至少41个少数民族居住于此，他们通常生活在人口密度低于25万人的小社区中。尽管环境条件恶劣，西伯利亚人仍以狩猎采集和/或畜牧为生。另外，多种语言在该地区使用，这就暗示了一段复杂的迁徙历史。

近期，古人类DNA的基因组研究提供了进一步的见解，证实了西伯利亚是人类迁徙至北美和欧亚大陆西部的门户。
目前仍有两个重要的问题未得到解答。首先，尽管解剖学意义上的现代狩猎采集者最早出现在4.5万年前旧石器时代晚期的西伯利亚，但他们在末次盛冰期(26.5至19 kya)期间在该地区的持续存在是存在争议的。其次，从解剖学角度看，现代人类在美洲的定居长期以来一直引起科学界的关注。然而，他们开始迁徙的日期和最初的有效群体大小，以及他们与其他人类群体的关系仍然不清楚。
为了帮助回答这些以及其他关于欧亚大陆和美洲人类运动的问题，本研究从西伯利亚和蒙古的不同民族的土著人群中进行了大规模的幽门螺旋杆菌采样。将基因分型和序列数据与其他亚洲菌株的大型参考数据库相结合，以提供其遗传多样性的群体结构概况，并推断西伯利亚和美洲的人口统计学和演化历史。

研究结果
一．欧亚大陆东部和美洲幽门螺旋杆菌的遗传结构
作者使用主成分判别分析(DAPC)分析了幽门螺旋杆菌多位点序列分型（MLST）数据集的遗传结构。该方法确定了10个不同的亚群体，其中5个(hspAltai、hspUral、hspsibera1 hspsibera2和hspKet)在本研究首次被报道（图1）。

图1：幽门螺杆菌的遗传变异通过多位点序列分型（MLST），在亚洲和美洲被划分为10个亚群。
(A) 1002个基因型的地理分布，不同颜色代表不同的亚群。圆圈位置表示分离细菌的来源，其大小与分离细菌的数量成正比。本研究新采样的群体用灰色外晕表示。
(B) 主成分判别分析（DAPC）的前两个主成分显示了分布在亚洲和美洲的三个主要幽门螺杆菌群体:hpAsia2, hpEastAsia和hpNorthAsia。新发现的5个亚群体(hspAltai、hspUral、hspsibera1、hspsibera2和hspKet)是西伯利亚北部和中部的特有亚群。
七个亚群(较小的椭圆)嵌套在这些主要群体中，而三个亚群聚集在群体之间的DAPC空间中。新分离的菌株显示为完整的圆圈，参考菌株显示为交叉。

接下来，作者用fineSTRUCTURE研究了西伯利亚菌株的所有核心基因组的祖先来源，该方法先前已被用于证明重组幽门螺旋杆菌基因组之间的共同祖先。共祖矩阵(图2)支持了hpNorthAsia、hpEastAsia和hpAsia2及其大部分亚群的聚类。

二．西伯利亚各亚群的演化起源
图3：新发现的幽门螺旋杆菌亚群hspSiberia1 (A)、hspSiberia2 (B)和hspKet (C)的最佳演化模型（利用近似贝叶斯计算，ABC）。
A-C（上）包含祖源群体或混合群体的采样地点，粗箭头表示两个祖源群体的拟迁移路线，细箭头表示发生混合后的最近迁移路线。
透明的饼状图对应于所描述的场景中没有涉及的菌株。图中显示，hspsibera1是由hpAsia2与hpNorthAsia混合而来，hspsibera2是由hpAsia2与hpEastAsia混合而来，hspKet是由hpNorthAsia与hspSiberia2混合而来。每种分析都给出了混合时间(Tadm)的中位数后验估计。

三．幽门螺旋杆菌从西伯利亚向新大陆（美洲）的迁移
回归分析支持模型7的hspindigousamericas演化史(图4C)。幽门螺旋杆菌在美洲的定居始于一个群体的迁移，这个群体是目前分布于西伯利亚东部和东北部地区菌株的祖先，约1.2万年前穿过白令海陆桥进入北美。幽门螺旋杆菌最初的有效群体大小非常小(167)，随后从西伯利亚迁移，有效群体大小增长至目前的54,255。