An historic colour engraving of Atahualpa, the last Incan emperor, being seized by troops during the Spanish Conquest.

印加帝国末代皇帝阿塔瓦尔帕于 1532 年西班牙征服战争期间被军队俘虏,但天花早在 1524 年至 1528 年间就已重创印加帝国。 图片来源:Florilegius/Alamy

400 多年前,两名生活在如今智利境内的人感染天花病毒后死亡。在他们木乃伊化的遗骸中发现的病毒 DNA,如今为确定这种疾病何时传入美洲提供了遗传证据。

这项于 7 月 30 日发表在 《科学 》杂志上的研究证实,引起天花的病毒——正痘病毒 (Orthopoxvirus variola) ——是从欧洲传入美洲的。该研究进一步证实了天花病毒在适应人类宿主的过程中会丢失基因,而这种机制或许也是其他相关病毒(例如引起疥痘的病毒)如今正在使用的机制。

“我们对病毒的近代史一无所知,”柏林夏里特医学院的计算病毒学家特里·琼斯说。他表示,像这样的研究为我们提供了一个难得的机会,得以窥见病原体的过往。

意外天花

天花是世界上最致命的疾病之一。仅在二十世纪,这种病毒就造成约3亿人死亡。历史记录表明,天花传入美洲同样造成了灾难性的后果,在两大洲造成数百万人死亡。

然而,病毒留下的考古证据并不多。迄今为止,在 20 世纪之前发现的天花病毒 DNA 只有两个例子:一组来自 7 世纪维京人遗骸的序列,以及一个来自 17 世纪立陶宛木乃伊的序列。

研究人员目前掌握的有限遗传证据表明,天花病毒在几个世纪以来经历了剧烈的进化。七世纪的天花病毒基因组比二十世纪的天花病毒株大得多,并且包含更多活性基因。

这项最新研究意外发现了天花病毒。研究团队最初是为了测试 DNA 分析软件,以研究智利北部一处考古遗址的人类历史。为此,研究人员对两名生活在 1492 年至 1631 年间某个小型定居点的人类遗骸进行了 DNA 测序。

令他们惊讶的是,分析还发现了未知天花变种的痕迹。共同作者、智利圣地亚哥大学的生物人类学家康斯坦萨·德拉富恩特·卡斯特罗说,发现这种疾病的痕迹“完全出乎我的意料”。但这“让研究结果更加令人兴奋”。

研究团队随后将这种变异株与其他古代和现代天花病毒基因组进行了比较。他们的发现表明,智利变异株大约在13世纪从欧洲的一个天花分支中分离出来,证实了欧洲殖民者是该地区天花病毒的来源。

研究人员还发现,这种变异株的活性基因数量比20世纪的天花变异株更多,但比7世纪维京人定居点发现的样本中的基因数量少。这表明,天花病毒可能在更好地适应感染人类的​​过程中脱落了一些基因。

亚利桑那州立大学坦佩分校的人类遗传学家安妮·斯通表示,这项研究填补了天花病史中的一个“重大空白”。她说,了解天花和其他病原体如何随时间演变,有助于研究人员预测当今病毒可能发生的变化。

这一点对于由相关病毒引起的疾病尤为重要。天花在 20 世纪 70 年代被根除,但正痘病毒科的其他成员—— 例如猴痘病毒 ——仍然存在。最近的研究表明,这种病毒在进化和适应的过程中,可能也会释放基因,从而更容易感染人类 2 。

斯通表示,科学家们需要来自不同时期和地点的更多序列,才能完全重建天花病毒的进化史。

琼斯说:“我们目前掌握的信息只是沧海一粟。”但已有的发现表明,“过去远比我们之前想象的要复杂得多,也丰富得多。”