「新浪科技综合」天花等病毒最早从什么时候开始侵袭人类?新浪科技综合2020-08-14 14:40:120阅( 二 )


4例维京时代个体为研究人员提供了大量病毒DNA , 足以重建出近乎完整的天花病毒基因组 。 这些基因组再被用来与现代天花病毒序列做比对 。 没有想到的是 , 感染维京时代样本的病毒谱系并不是19世纪和20世纪谱系的直接祖先 。 “这是另外一条演化轨迹 , 在某个阶段绝迹了 , 据我们所知 , 如今已经完全不在了 。 ”Sikora说 。
研究人员利用“分子钟”的方法对该谱系树进行溯源:他们测量了古代和现代谱系间的差异 , 再根据遗传学差异的积累程度计算出距离两种谱系分离已经过去了多长时间 。 分析显示 , 它们的最近共同祖先大概出现在1700年前(见“古代天花”) 。
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图3/4来源:B 。Mühlemann ,M 。Sikora & T 。Jones不过 , 该项目成员、柏林夏里特医院和英国剑桥大学的计算生物学家Terry Jones表示 , 这不意味着当时人类就已经感染天花了 , 这只是迄今采样过的所有不同种类的一个合并日期 。 Willerslev说他认为他的团队已经筛选了青铜时代、新石器时代和中石器时代(公元前15000年至1200年左右)的足量个体 , 都没有发现天花病毒 , 说明天花在3000-4000年前大面积传播的可能性不大 。
其他研究人员推测 , 天花病毒早在1700年前之前就开始感染人类了 。 历史记录显示 , 一种类似天花的疾病已经伴随人类超过3000年之久 , 甚至可能是公元前12世纪年轻法老拉美西斯五世(Rameses V)的死亡原因——但没人能确定他得的是不是天花 , 或是即使他得了 , 最后是不是死于这种病 。 最新的DNA证据没能为这些说法提供任何线索 , 但是埃及一项分析皇室木乃伊DNA的项目预计将于2022年公布结果 。
这项工作给没有参与其中的科学家留下了深刻的印象 。 “这篇新论文显示 , 有些谱系完全被我们忽视了 。 ”美国亚利桑那大学的演化生物学家Michael Worobey说 。 不过 , 参与了2016年天花研究的麦克马斯特大学古遗传学家Hendrik Poinar认为 , 维京时代和现代谱系之间的巨大差异显示出一种可能性:维京人并没有像我们想的那样得过天花 。
【「新浪科技综合」天花等病毒最早从什么时候开始侵袭人类?新浪科技综合2020-08-14 14:40:120阅】Jones认为那可能是真的 。 比如 , 有些证据显示 , 天花病毒中积累的基因失活会让它的毒力更强 。 他说:“我们还不确定 , 但一种很有力的说法是 , 天花在17世纪前只是地方性流行病 , 并不严重 。 ”
改写疾病史
对鼠疫、乙肝和天花这类古病原体的研究已经证明 , 在没有任何疾病迹象的遗骸内 , 仍有可能检测到病原体 。 因此 , 科学家不用将研究对象限制在掩埋在鼠疫坑内的遗骸了 。 这为研究病原体对古代世界的影响提供了一幅更加完整的画面 。
病原体基因型的分布以及它们随时间发生的改变 , 或能为研究古代人类的迁徙提供新的线索 。 例如 , 从东欧大草原来到欧洲的颜那亚(Yamnaya)牧民的牙齿残骸中发现了鼠疫耶尔森菌 , 让研究人员提出了一种理论 , 即这些入侵者曾在新石器时代农耕社会中传播鼠疫 , 加速了该社会在公元前3500年后的衰亡 。 但这个看法存在争议 , 因为有考古学证据显示 , 早在颜那亚牧民抵达前的1000年里 , 这种衰亡已经开始了 , 德国莱布尼茨考古学研究所的考古学家Detlef Gronenborn说 。
至今测序过的完整古病原体基因组大概只有200个 , 对应到每种病原体只有几个 , 因此从系统发生分析中得出的结论是有限的 。 即使是在当前的大流行中 , 分析的新冠病毒SARS-CoV-2基因组动辄几万 , 研究人员依然会对其传播途径得出错误结论 。 Poinar说 , 回溯得越久远 , 样本就越稀少 , 过度解读的风险就越大 。
研究人员表示 , 考察病毒的演化历史对于将来保护人类或也有作用 。 “我们很难预测病毒演化的走向 , ”该论文另一位作者、哥本哈根大学病毒学家Lasse Vinner说 , “但能了解演化的过去 , 就能更好地掌握各种变化的可能性 。 ”曾研究过天花的美国疾病预防控制中心流行病学家Andrea McCollum认为 , 想知道剩下的天花疫苗库存对于近缘天花病毒有多少抵抗力 , 这类谱系树可以提供很多信息 。
与此同时 , 疾病史学家也意识到新的问题正在等待他们解答 。 “我们真的要重新开始了 。 ”Carmichael说 。 2011年证实鼠疫耶尔森菌是黑死病的罪魁祸首 , 平息了关于这场大流行起因的争论 。 由于黑死病时期的毒株与现代鼠疫耶尔森菌十分类似 , 史学家又抛出了一个新问题:为何前现代社会的鼠疫比现代社会的更为致命?共病和生活方式可能是一种解释 , 但还不够明确 。 “这是个历史问题 , 而不是遗传学问题 。 ”她说 。
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