英国4000年前人类牙齿中发现黑死病DNA

黑死病在1346年到1353年之间在欧洲传播的路线图。（Flappiefh/公有领域）

新的DNA证据表明，在十四世纪欧亚国内黑死病（Black Death，或称腺鼠疫，bubonic plague）爆发之前的几千年，英国就存在导致此病的鼠疫杆菌（Yersinia pestis）。

鼠疫杆菌是一种具持久性的病原体，已知它在欧亚国内传播了几个世纪，最终大流行病爆发及2,500万人死亡。黑死病的传播于公元1346年到1353年达到顶峰，是人类历史上致死人数最多的流行病。

然而，最近一组科学家发现了4000年前鼠疫杆菌的DNA。5月30日发表在《自然‧通讯》（Nature Communications）杂志上的一项研究详细介绍了这些发现，代表了迄今为止在英国发现的最古老的鼠疫证据。

该团队在英格兰西南部萨默塞特郡（Somerset）附近的一个大型墓地人类遗骸中发现了两例鼠疫杆菌，第三例则在英格兰西北部坎布里亚郡（Cumbria）的一处有环形石碑的纪念性遗址被发现。从这两个地点的34个人体骨架上采集了少量样本后，研究人员对样本牙齿中的鼠疫杆菌进行了筛查。因为牙髓可以保留细菌DNA的残留物，以前就曾帮助科学家找到鼠疫的证据。

提取牙髓后，他们分析了里面的DNA，并确定了三例鼠疫杆菌感染病例，其中两名儿童死亡时估计年龄在10至12岁左右，第三例为一位年龄在35至45岁的妇女。根据放射性碳元素测年法，这些人很可能生活在大致相同的时代。

“从数千年前的降解后样本中检测出古代病原体，这实在令人难以置信。这些基因组让我们了解过去病原体的传播和演化，并有望帮助我们了解哪些基因可能对此疾病的传播很重要。”弗朗西斯克里克研究所的普加‧斯沃里（Pooja Swali）在一份声明中说，他是博士研究生及该研究的合著者，“我们发现，鼠疫杆菌的基因谱系（包括新研究的基因组在内）会随着时间的推移而丢失基因，这种情形后来在同一病原体引起的流行病中也出现了。”

在距今5,000年至2,500年前的新石器时代晚期和青铜时代，生活在欧亚国内的多人遗骨上曾发现过罹患鼠疫的痕迹。然而，之前英国还没有发现鼠疫的类似证据。这种早期菌株很可能在大约4,800年前随着人类向欧亚国内扩张而被带入中欧和西欧，这项新研究表明它也进一步向西扩展到了英国。菌株广泛的地理范围表明它的传播力很强。

基因组测序发现，新研究所发现的鼠疫杆菌与同时代在欧亚国内东部发现的菌株非常相似，而与后来出现的鼠疫菌株有所不同。因它缺少yapC和ymt基因，这两种基因都出现在后来的鼠疫菌株中。ymt基因在通过跳蚤传播鼠疫方面发挥着重要作用。早期毒株很可能不是通过跳蚤传播的，这与后来的鼠疫毒株有所不同，例如导致十四世纪黑死病的菌株。

该团队不能完全确定这些古墓所埋葬的人是否感染了完全相同的鼠疫菌株，因为导致疾病的致病性DNA在不完整或被侵蚀的样本中降解得非常快。

萨默塞特郡的墓地也很罕见，因为它与可追溯到这一时期的其它墓地并不匹配。埋在那里的人似乎死于创伤。研究小组认为，这里的集体埋葬并不是因为爆发性的致死瘟疫，不过所研究的个体死时可能已被感染。

“我们了解许多历史上的瘟疫爆发，例如黑死病，对人类社会和健康的巨大影响，但古代DNA可以记录更早的传染病。”弗朗西斯克里克研究所的共同作者和遗传学家本都斯‧斯科格伦德（Pontus Skoglund）在一份声明中说，“未来的研究将更多地了解人类基因组在古代如何应对此类疾病，以及抗体与病原体之间的‘军备竞赛’，这可以帮助我们了解疾病对现在以及未来的影响。”