藝術(shù)家重現(xiàn)了本研究中重點(diǎn)分析的一位長途商人，他患有瘧疾，大約公元前800年被埋葬在尼泊爾喬科帕尼遺址。圖片來源：尼泊爾加德滿都博達(dá)哈大佛塔唐卡中心
科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然 通訊員 朱一格
瘧疾是世界上最致命的傳染病之一。盡管人們作出了巨大的控制和努力，全球仍有近一半的人口生活在有感染瘧疾風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū)。據(jù)世界衛(wèi)生組織最新估計(jì)，瘧疾每年導(dǎo)致近2.5億人感染，60多萬人死亡。
鮮為人知的是，除了對(duì)現(xiàn)代人類造成巨大影響之外，瘧疾還強(qiáng)烈地影響了人類的進(jìn)化史。
馬克斯·普朗克—哈佛研究中心（MPI-EVA）研究員梅根·米歇爾表示，瘧疾的“痕跡”已經(jīng)寫在了人類的基因組中，其導(dǎo)致鐮狀細(xì)胞病等毀滅性血液疾病的基因變異，在人類群體中持續(xù)存在，因?yàn)樗鼈儭百x予”了對(duì)瘧疾感染的部分抵抗力。
盡管人們已經(jīng)研究瘧疾這么多年，但兩種最致命的瘧原蟲——惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲的起源和傳播一直是個(gè)謎。同時(shí)，因?yàn)榀懠哺腥静粫?huì)在人類骨骼遺骸中留下清晰可見的痕跡，歷史文獻(xiàn)中的記載也難以解讀。
現(xiàn)在，古DNA領(lǐng)域的一項(xiàng)最新進(jìn)展表明，人類牙齒可保存死亡時(shí)血液中存在的病原體痕跡，這為研究考古記錄中通?？床灰姷募膊√峁┝藱C(jī)會(huì)。
為了探索瘧疾的神秘歷史并根除這一疾病，來自80個(gè)機(jī)構(gòu)和21個(gè)國家的國際研究團(tuán)隊(duì)重建了36名瘧疾感染者的古代瘧原蟲基因組數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)橫跨了5500年的人類歷史。近期發(fā)表在《自然》雜志上的研究成果，為重建瘧疾在世界范圍內(nèi)的傳播及其在全球、地區(qū)甚至個(gè)人層面的歷史影響提供了前所未有的機(jī)會(huì)。
追隨美洲瘧原蟲遺傳足跡
瘧疾是當(dāng)今美洲熱帶地區(qū)的地方病。長期以來，科學(xué)家一直在爭論瘧原蟲進(jìn)入美洲的傳播路徑。
研究團(tuán)隊(duì)這次分析了一名感染瘧疾的個(gè)體的古代DNA。該個(gè)體來自莫米亞斯湖，位于秘魯安第斯山脈東部偏遠(yuǎn)的云霧林中。
基因組分析顯示，莫米亞斯湖的間日瘧原蟲菌株，與古代歐洲的間日瘧原蟲菌株有著驚人的相似性，研究結(jié)果表明歐洲殖民者在到達(dá)美洲后大約一個(gè)世紀(jì)內(nèi)就將該物種傳播到了那里。由于戰(zhàn)爭、奴役和人口流離失所的影響，包括瘧疾在內(nèi)的傳染病在殖民時(shí)期摧毀了美洲原住民，在一些地方死亡率高達(dá)90%。
值得注意的是，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了莫米亞斯湖菌株與400年至500年后現(xiàn)代秘魯間日瘧原蟲種群之間的遺傳聯(lián)系。數(shù)據(jù)表明：病原體在此蓬勃發(fā)展并建立了“地方性疫源地”，產(chǎn)生了至今仍在感染秘魯人的寄生蟲。
貿(mào)易導(dǎo)致高海拔出現(xiàn)感染
在世界的另一端，研究團(tuán)隊(duì)意外地在喜馬拉雅高地喬科帕尼遺址（約公元前800年）發(fā)現(xiàn)了已知最早的惡性瘧原蟲瘧疾病例。該遺址位于尼泊爾卡利甘達(dá)基河谷沿岸，海拔2800米，按道理講，這已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了瘧原蟲和按蚊的棲息地范圍。
“這一地區(qū)寒冷干燥。”哈佛大學(xué)人類學(xué)副教授、MPI-EVA團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)克里斯蒂娜·沃里納稱，“寄生蟲和傳播瘧疾的蚊子都無法在這種海拔高度生存。這帶來一個(gè)關(guān)鍵問題：這名喬科帕尼人是如何感染瘧疾并最終導(dǎo)致其死亡的？”
基因分析顯示這名感染者是當(dāng)?shù)啬行裕哂羞m應(yīng)高海拔生活的基因。與此同時(shí)，考古證據(jù)表明，當(dāng)?shù)鼐用駮?huì)積極參與長途貿(mào)易。
“我們今天認(rèn)為這些地區(qū)偏遠(yuǎn)且難以到達(dá)，但事實(shí)上，卡利甘達(dá)基河谷是一條橫跨喜馬拉雅的公路?！泵绹又荽髮W(xué)默塞德分校教授馬克·阿爾登德弗說，他在該地區(qū)的發(fā)掘，揭示了當(dāng)?shù)氐拈L途貿(mào)易，“不必走很遠(yuǎn)，人們就能到達(dá)尼泊爾和印度特萊平原的低洼、排水不暢的地區(qū)，那里正是瘧疾流行的地區(qū)?！?/p>
研究認(rèn)為，這名男子出于貿(mào)易或其他目的前往海拔較低的瘧疾流行地區(qū)，然后返回或被帶回喬科帕尼，隨后被埋葬在那里。古代DNA揭示的詳細(xì)情況，首次為瘧疾等傳染病在過去傳播的無數(shù)方式提供了線索，這也是當(dāng)前疾病格局的形成基礎(chǔ)。
古DNA重建成抗病新工具
如今，人類與瘧疾的抗?fàn)幷幵谑致房凇５靡嬗谖孟x控制方面的進(jìn)步和協(xié)調(diào)一致的公共衛(wèi)生運(yùn)動(dòng)，瘧疾死亡人數(shù)在2010年代創(chuàng)下歷史新低。然而，抗瘧藥物耐藥性寄生蟲和殺蟲劑耐藥性媒介的出現(xiàn)，有可能逆轉(zhuǎn)數(shù)十年來取得的進(jìn)展，而氣候變化和環(huán)境破壞，也會(huì)使新的地區(qū)容易受到瘧疾媒介物種的攻擊。研究團(tuán)隊(duì)希望，古代DNA重建的成果可為對(duì)抗甚至根除這種公共衛(wèi)生威脅提供額外工具。
“這是我們首次能夠探索古代寄生蟲的多樣性?！瘪R克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所考古遺傳學(xué)主任約翰內(nèi)斯·克勞斯說，“我們看到了過去人口流動(dòng)如何傳播瘧疾，就像全球化使無瘧疾國家和地區(qū)今天容易再次引入瘧疾一樣。研究瘧疾等古代疾病，將為理解這些今天還在影響著世界的微生物提供一個(gè)新窗口?！?/p>
