一具4000年前的骨骼揭示了美洲一种罕见的麻风病菌株 早于哥伦布到来之前

揭示4000年前麻风分枝杆菌基因组的骨骼。图片来源：© Oscar Eduardo Fontana-Silva & Anna Brizuela

考古学家在欧洲、亚洲和大洋洲发现了早在5000年前就存在的麻风病骨骼痕迹。然而，在美洲的殖民前遗迹中却没有发现这些痕迹，这表明这种疾病很可能是随着欧洲殖民者而来的。在那之后，它不仅传播给人类，而且有趣的是，它还传播给了犰狳等动物。

从基因层面来看，汉森氏病是由两种密切相关的细菌引起的。其中最常见的是麻风分枝杆菌，而一种较为罕见的近亲——麻风分枝杆菌（Mycobacterium lepromatosis）——则是最近才被发现的。来自古代欧洲骨骼的DNA表明，麻风分枝杆菌很可能在大约7000年前的新石器时代出现在欧亚大陆。这一时间线与鼠疫和肺结核等其他常见传染病的起源相吻合。与此同时，较为罕见的麻风分枝杆菌的古代样本仍然很少见，但解开其历史可以为了解麻风病如何演变和在全球传播提供宝贵的见解。

研究人员重建了智利4000年前人类骨骼中麻风分枝杆菌的两个基因组。图片来源：© José Castelleti-Dellepiane 和 Anna Brizuela

我们对殖民时期前美洲不同族群的传染病经历知之甚少。这段历史涵盖了近2万年的人类历史，而人类融入美洲大陆的多样化生态系统，给免疫系统带来了世界其他地区从未遇到过的挑战。我们对这些疾病知之甚少，因为它们被后来欧洲人带来的病原体所掩盖。对接触前美洲人类骨骼的考古研究证实，当时远非没有疾病，但骨骼上发现的痕迹通常不够具体，无法归类于已知疾病。

“古代DNA已成为一种强大的工具，使我们能够深入研究美洲历史悠久的疾病，”马克斯·普朗克进化人类学研究所分子古病理学组组长柯尔斯滕·博斯说道。十多年来，她和她的团队一直在美洲研究病理骨骼。该团队发现的一些疾病是意料之中的——就在去年，他们发现了与梅毒密切相关的疾病家族起源于美洲的证据，而此前许多人对此有所怀疑。“如今用于研究古代病原体DNA的先进技术使我们能够超越疑似病例，研究其他可能与背景不符的疾病，”她补充道。

达里奥·拉米雷斯在马克斯·普朗克进化人类学研究所的古代DNA设施中采集病理骨骼样本。图片来源：© Rodrigo Nores

博斯的团队与阿根廷和智利的研究人员密切合作，不仅鉴定出适合分析的骨骼，还开展了细致的古代病原体DNA分离工作。阿根廷科尔多瓦大学的博士生达里奥·拉米雷斯（Darío Ramirez）对这些材料进行了广泛的研究，并首次在智利一些4000年前的骨骼中发现了与麻风病相关的基因特征。“我们最初心存疑虑，因为麻风病被认为是殖民时代的疾病，但经过更仔细的DNA分析，我们发现病原体属于麻风瘤病。”

这首次揭示了麻风分枝杆菌（M. lepromatosis）和麻风分枝杆菌（M. leprae） ——尽管名义上都是导致汉森氏病的病原体——可能有着截然不同的历史。重建基因组是探究这一问题的关键。虽然重新拼凑古代基因组的分子谜题从来都不是一件容易的事，但这些病原体却“保存得非常完好，这在古代DNA中并不常见，尤其是在那个年代的样本中，”Bos团队的博士后研究员Lesley Sitter评论道。Lesley Sitter负责此项分析。

这种病原体与所有已知的现代麻风分枝杆菌（M. lepromatosis）均有亲缘关系，但由于可供比较的基因组数量有限，仍有许多待进一步研究的内容。这项研究表明，一种在现代背景下被认为罕见的病原体曾在美洲引发疾病数千年。

阿根廷科尔多瓦大学人类学教授罗德里戈·诺雷斯坚信，未来几年将会发现更多古代和现代病例：“这种疾病早在4000年前就存在于智利，现在我们知道它存在，我们可以在其他背景下专门寻找它。”

一旦更多基因组浮出水面，我们将能够进一步了解其历史，并更好地了解其当今的全球分布。这种病原体最近在英国和爱尔兰的松鼠种群中被发现，但在美洲，除人类外，尚未在任何物种中发现过。由于数据如此匮乏，其起源仍是一个谜。

“这种疾病究竟起源于美洲，还是随着欧亚大陆的第一批定居者而来，还有待确定，”博斯补充道。“目前的证据指向美洲，但我们需要更多来自其他时期和背景的基因组才能确定。”

编译自/scitechdaily