鼠疫桿菌已知在歐亞大陸傳播了幾個世紀,最終大流行病爆發並造成2,500萬人死亡。黑死病的傳播於西元1346~1353年達到高峰,是人類史上死亡人數最多的流行病。
弗朗西斯克里克研究所研究團隊在英格蘭索美塞特郡(Somerset)的大型墓葬人類遺骸中,發現兩例鼠疫桿菌,第三例則是在英格蘭坎布里亞郡(Cumbria)環形石堆遺址發現。
透過牙髓 篩檢出鼠疫桿菌DNA
因為牙髓可以保留細菌DNA的殘留物,以前就曾幫助科學家找到鼠疫的證據。研究團隊從這兩個地點的34個人體骨架上,採集少量牙髓樣本後,對牙齒樣本中的鼠疫桿菌進行篩查。
研究團隊分析牙髓的DNA,確定三例鼠疫桿菌感染病例,其中兩名為兒童,死亡時估計年齡在10~12歲左右,第三例為一位年齡在35~45歲的婦女。根據放射性碳定年,這些人很可能生活在大致相同的時代。
「從數千年前的降解樣本中,檢測出古代病原體,實在令人難以置信。這些基因組讓我們了解過去病原體的傳播和演化,並有望幫助我們了解哪些基因可能對這疾病的傳播很重要。」弗朗西斯克里克研究所博士研究生、研究合著者普加‧斯沃里(Pooja Swali)說,鼠疫桿菌的基因譜系(包括新發現的基因組),會隨著時間推移而丟失基因,這種情形後來在同一病原體引起的流行病中也出現了。
距今5,000~2,500年前的新石器時代晚期和青銅時代,生活在歐亞大陸的幾個人類遺骨上,曾發現罹患鼠疫的痕跡。這種早期菌株很可能約在4,800年前隨著人類向歐亞大陸擴張,而被帶入中歐和西歐,最新研究則指出,它進一步向西擴展到英國。
古老黑死病 不是透過跳蚤傳播?
基因定序顯示,新發現的鼠疫桿菌與同時代在歐亞大陸東部的菌株非常相似,而與後來出現的鼠疫菌株有所不同。因它缺少yapC和ymt基因,這兩種基因都出現在後來的鼠疫菌株中。ymt基因在透過跳蚤傳播鼠疫方面發揮著重要作用。早期菌株很可能不是透過跳蚤傳播的,與後來的鼠疫菌株,如導致十四世紀黑死病的菌株有所不同。
研究團隊不能完全確定這些古墓所埋葬的人,是否感染了完全相同的鼠疫菌株,因為導致疾病的DNA,在不完整或被侵蝕的樣本中降解得非常快。
索美塞特郡的墓地也很罕見,因為它與可追溯到這一時期的其他墓地並不匹配。埋在那裡的人似乎死於創傷。研究團隊認為,這裡的集體墓葬並不是因為爆發性的致死瘟疫,不過被研究的個體死時可能已經被感染。
「古代DNA可以記錄更早的傳染病。」弗朗西斯克里克研究所的共同作者和遺傳學家本都斯‧斯科格倫德(Pontus Skoglund)說,未來的研究將更加了解人類基因組在古代如何應對這類疾病,以及抗體與病原體之間的「軍備競賽」,將有助於了解疾病對現在以及未來的影響。◇