比维京人更古老的北欧天花,也许不如后来致命?传染病的演化史-pg电子游戏

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比维京人更古老的北欧天花,也许不如后来致命?传染病的演化史

人类与传染病奋战的公卫史上,天花的戏剧性数一数二。英国医师爱德华.詹纳(edward jenner)在 18 世纪末发明牛痘,也让人类认识了一种有效预防疾病的方式。尽管如此,天花在 20 世纪仍然夺走 300 到 500 万人的性命。

尔后全人类团结一致对抗天花,不可思议地成功了!世界卫生组织在公元 1980 年宣布野生的天花绝迹──那一年谭德塞 15 岁,who 达成最伟大的成就之一。

全球天花根除计画(global smallpox eradication program)的前后 3 任领导: j. donald millar、 william h. foege、j. michael lane 博士,1980 年时拍摄。取自 wiki

找到 1400 年前的天花,比维京人更古老

天花是人类古老的传染病,如埃及法老拉美西斯五世,公元前 1154 年可能就是亡于天花。但是其他疾病也会产生类似天花的症状,使得古代疑似天花的病例难以判断。

近来由遗骸中取得 dna 的研究大行其道,不少研究者也借此探讨古代的微生物。最近发表的论文报告,在欧洲北部 7 到 11 世纪(涵盖维京时期),11 人的遗骸中发现天花病毒,表示至少在那个时候已经有人感染天花。1, 2, 3

天花病毒(variola virus,缩写为 varv)是 dna 病毒。新发表的论文由年代介于距今 150 到 36000 年前,欧亚大陆和美洲的 1867 个古代样本中搜寻天花,结果在 26 个样本中侦测到天花病毒的碎片。

古代天花病毒的取样地点。kha1 和 fin1 年代为 19 世纪,vd21 为 17 世纪,其余 11 个样本介于 7 到 11 世纪。取自 ref 1

进一步分析,这 26 个样本中有 13 人的结果比较可靠,从中取得比较大量的病毒 dna 片段。出土于俄罗斯西部的 2 人年代为 19 世纪;其他 11 人年代介于公元 603 到 1050 年,分别位于北欧、不列颠、俄罗斯西部,从中拼凑出 4 个完整的基因组,平均覆蓋率介于 5.01 到 45.19。

介绍这次发现时,包括论文和一些新闻,都写说得知「维京时期(viking age)」的天花。肯定曾有维京人感染天花,不过严格来说,维京时期在公元 793 年才正式开始;年代在此之前的样本,都早于维京时期。

失传的古代天花

天花是正痘病毒(orthopoxvirus)旗下一员。将已知的天花及其近亲,如牛痘病毒(vaccinia virus)、骆驼痘病毒(camelpox virus)共 84 个样本摆在一起,建构出的演化树显示:这回找到的所有古代天花自成一群,与现代天花的共同祖先能追溯到 1700 年前左右

天花与近亲们的亲戚关系,这回获得的古代样本(avarv,红色样本)自成一群,和现代天花(mvarv)分属不同演化分枝。取自 ref 1

之前有论文报告,在 300 多年前的立陶宛样本中发现天花(vd21),和现代病毒的共同祖先约为 400 多年前,因而质疑天花的历史是否真的那么悠久,更早以前,如埃及法老等疑似天花的记载或遗骸病理研究,是否为其他疾病所致。新发表的论文则证实,年代更早的天花的确存在,只是其演化支系在某个时候失传了。4

不只天花,之前一系列鼠疫杆菌,以及麻疹的古代dna 研究,都发现年代愈接近现代,病原体的遗传多样性也丧失愈多。取得年代愈早的样本,估计病原体的起源时间也会愈早。光凭数量有限的样本,不足以一口咬定起源时间。

不断失去基因的天花病毒, ... 伤力愈来愈强?

天花一类的正痘病毒们,可以感染不同宿主,引起轻重有别的症状。有些病毒宿主范围较宽,能感染多种对象, ... 伤力却多半不强。宿主种类较少,感染范围较窄的病毒,通常威力也比较强;有意思的是,这群病毒一般也会少掉一些基因。

正痘病毒战队的 ... 伤力是减法,时常是基因变少, ... 伤力变强。(正相关,但是不见得有因果关系)

各天花病毒基因组中,致病基因们的状况;大致上愈接近现在的天花,少掉愈多基因。取自 ref 1

过往研究指出,正痘病毒们有 200 多个基因和致病密切相关。交叉比对不同种正痘病毒,感染牛的病毒 cowpox(和用于牛痘接种的那款不同)有 209 个基因,是近亲中数量最多的。它可能最接近众多正痘病毒尚未分家以前,共同祖先时期原本的状态,后来分家为不同病毒,面对各异的宿主后,旗下成员们才各自失去不同基因。

详细分析古代和现代的天花样本,可以发现它们各自失去不同的基因。算总数的话,现代天花的基因数量比古代同类更少;不过也有些古代天花少掉的基因,在现代同类中仍然存在。总之状况非常复杂。

整体看来,基因丧失与年代呈线性关系,愈接近现代,天花有愈多基因丧失。假如基因减少的速度和最近 1000 年一致,那么估计在 4000 年前,天花的基因状态类似 cowpox,不过这样估计的误差很大就是了。

不同年代的天花,与致病基因数量的线性关系。取自 ref 1

基因和现在不一样,古代的「天花」是天花吗?

这项发现引发一个问题:古时候的天花,是我们所认识的那个天花吗?

我们知道的天花,确诊死亡率约有 30%,即使没死也可能有后遗症,算是 ... 伤力强大的传染病。感染过天花的几位 7 到 11 世纪古人,由出土状况无法判断是否因天花去世。然而一度存在他们体内,后来某个时刻失传的病毒,由遗传组成看来, ... 伤力似乎不如现代天花。

假如天花在比较早期的 ... 伤力不如后世,它们是在什么时候变得更致命?这个问题很有意思。一般来说,传染病如果 ... 伤力太强,反而不利传播,像是今年横行世界的 sars二世冠状病毒(sars-cov-2),靠著 ... 伤弱、传播强,使得它的疫情远远胜过 ... 伤强、传播弱的 sars 和 mers 两位前辈。

中美洲 1585 年天花疫情的历史纪录。取自 wiki

奇妙的是,如果这回研究的古代天花 ... 伤力真的较弱,那么就是较不致命的古代天花灭绝了,更加凶险的现代天花却广传世界。

... 伤力更强的现代天花,传染能力也胜过古代同类吗?被欧洲人带到美洲,横扫美洲原住民的天花又是什么款式?研究传染病演化,这些是非常值得深究的问题。

追寻天花的起源与传播,认识传染病演化

根据已知资讯,仍不足以得知天花的起源地点与年代。不过可以肯定至少在公元 603 年,欧洲北部已经有人感染天花;所以天花起源自欧亚大陆或非洲某处的时间点,必定更早于 1400 年前。

有些当时的历史文献记载,欧洲南部有人感染天花。假如历史记载属实,意谓当时欧洲各地都有天花存在,而且缺乏文字记录的北部也不例外。不过目前各方面的资讯非常有限,无法评估当时有多流行。

天花演化史上的大事件。取自 ref 3

这次调查没有在年代更早,也没有在欧洲北部以外发现感染天花的人,不等于那些时空中没有人得到天花。不是所有天花感染者的遗骸,都能顺利取得天花病毒的 dna;也可能古代感染人数太少,所以留下记录的机率太低。

天花在历史上的 ... 伤力可能愈来愈强,who 统筹各国之下,天花最终在 1980 年惨遭人类灭团。40 年后,全人类又面临新的 sars二世冠状病毒威胁,who 却不复当年神勇。如今研究天花,除了怀古以外,认识传染病的演化也别具意义。

延伸阅读

本文亦刊载于作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其  ... 同名专页。

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