這名古人5000年前曾感染最早鼠疫 該鼠疫杆菌或經曆千餘年進化形成“黑死病”元凶
作者:馮麗妃
發布時間:2021-06-30
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這名古人5000年前曾感染最早鼠疫 該鼠疫杆菌或經曆千餘(yu) 年進化形成“黑死病”元凶

在一具有5000年曆史的狩獵采集者遺骸中,研究人員發現了最古老的耶爾森氏鼠疫杆菌。這種細菌是導致14世紀黑死病的“元凶”,曾導致歐洲多達一半的人口死亡。

6月29日,發表在《細胞報告》上的一項基因分析顯示,這種古老菌株可能不像中世紀菌株那樣具有傳(chuan) 染性,也不那麽(me) 致命。

“最令人驚訝的是,鼠疫杆菌的出現比之前發表的研究結果還要早2000年。”論文通訊作者、德國基爾大學aDNA實驗室主任Ben Krause-Kyora說,“看來我們(men) 真的很接近這種細菌的起源了。”

致命疾病缺乏少數基因

這名攜帶鼠疫杆菌的狩獵采集者是一個(ge) 二三十歲的男子,名叫“RV 2039”。19世紀末,人們(men) 在當今拉脫維亞(ya) 的Rinnukalns地區挖掘出兩(liang) 具古人遺骸,他就是其中之一。

不久之後,這兩(liang) 具遺骸消失了,直到2011年,它們(men) 作為(wei) 德國人類學家Rudolph Virchow的收藏品再次出現。之後,研究人員又在該遺址發現了另外兩(liang) 處墓葬,共出土4具遺骸,這些人很可能來自同一群狩獵—捕漁—采集者。

Krause-Kyora團隊使用所有4具遺骸的牙齒和骨骼樣本,對其基因組進行了測序,然後測試了攜帶的細菌和病毒病原體(ti) 。他們(men) 驚訝地發現RV 2039中存在鼠疫杆菌。

在重建了該細菌的基因組並將其與(yu) 其他古老菌株進行比較後,研究人員確定RV 2039攜帶的鼠疫杆菌確實是迄今為(wei) 止發現的最古老的此類菌株。它可能是約7000年前出現的一個(ge) 細菌譜係的一部分,距離鼠疫杆菌從(cong) 其前身假結核耶爾森菌分離出來隻有幾百年。

令人驚訝的是,我們(men) 已經在這個(ge) 早期菌株中看到了或多或少的耶爾森氏鼠疫杆菌完整基因集,隻有少數基因缺乏。但即使是基因的一個(ge) 小變化也會(hui) 對細菌毒性產(chan) 生巨大影響。”Krause-Kyora說。

特別是,這種古老菌株缺少一個(ge) 關(guan) 鍵基因:最初讓跳蚤充當傳(chuan) 播媒介的基因。這種基因負責將細菌有效地傳(chuan) 播給人類宿主,從(cong) 而導致與(yu) 中世紀黑死病患者長出充滿膿包的淋巴結。以跳蚤為(wei) 媒介的傳(chuan) 播還需要人類宿主的死亡,這意味著這種基因的出現可能導致了相關(guan) 疾病更致命。

RV 2039同時代的人是幸運的,因為(wei) 鼠疫杆菌可能花了1000多年才獲得跳蚤傳(chuan) 播所需的所有突變。

低侵襲性感染?

目前,科學家尚不清楚RV 2039的健康在多大程度上受到了鼠疫的影響。

不過,研究人員認為(wei) 他不太可能感染了高傳(chuan) 染性呼吸道鼠疫。

首先,研究者在RV 2039的血液中發現了鼠疫杆菌,這意味著他很可能死於(yu) 細菌感染——盡管這種疾病在他身上的發展過程可能相當緩慢。其次,他們(men) 觀察到,RV 2039死亡時,血液中有大量的細菌,而且在以前的齧齒動物研究中,鼠疫杆菌的高細菌載量與(yu) 侵襲性較低的感染有關(guan) 。此外,RV 2039附近埋葬的人沒有被感染,RV 2039也被精心地埋在墳墓裏。

相反,他們(men) 認為(wei) ,這個(ge) 有5000年曆史的菌株很可能是通過被感染的齧齒動物的咬傷(shang) 直接傳(chuan) 播的,而且可能沒有傳(chuan) 播到感染者之外。

“從(cong) 動物傳(chuan) 染給人類的孤立病例,也可以解釋為(wei) 何這些遠古病患生活在不同社會(hui) 環境。 我們(men) 在草原牧民、以狩獵采集為(wei) 生的漁民和農(nong) 民等社會(hui) 中都能看到鼠疫——這些社會(hui) 環境完全不同,但總有鼠疫病例自發發生。”Krause-Kyora說。

挑戰人類文明發展理論

這次有關(guan) 鼠疫杆菌早期可能是一種傳(chuan) 播緩慢且傳(chuan) 染性不強生物細菌的結論,挑戰了許多關(guan) 於(yu) 歐洲和亞(ya) 洲人類文明發展的理論。

譬如,一些曆史學家認為(wei) ,像鼠疫這樣的傳(chuan) 染病主要在黑海附近人口超過1萬(wan) 人的特大城市進化。然而,5000年前,也就是RV 2039生活的時代,遠在大城市形成之前。相反,農(nong) 業(ye) 剛剛開始在中歐出現,當地人口非常稀少。

這個(ge) 時間線,加上這種早期鼠疫菌株傳(chuan) 染性較弱、致命性較低的特性,也與(yu) 鼠疫導致新石器時代末期西歐人口大量減少的假設相矛盾。

研究人員認為(wei) ,研究鼠疫杆菌的曆史或有助於(yu) 揭示人類基因組的曆史。“不同的病原體(ti) 和人類基因組總一起進化。我們(men) 知道鼠疫極可能在短時間內(nei) 殺死一半的歐洲人,所以它應該會(hui) 對人類基因組產(chan) 生重大影響。”Krause-Kyora說,“但甚至在那之前,人體(ti) 免疫基因在新石器時代末期就發生了重大變化,這可能折射出當時病原體(ti) 格局的重大變化。”

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