【Nature】微生物古DNA恢复技术揭秘14世纪黑死病起源地

从书中得到的启示

来自斯特林大学的Philip Slavin教授是该研究小组的成员之一。长期以来，他对“黑死病”的研究颇感兴趣，偶然间，他从一本1890年的著作中发现了一条十分有趣的线索——根据该著作描述，在如今的吉尔吉斯斯坦北部地区，有着一个古代墓葬遗址；在1338年至1339年间，此地埋葬的死者人数骤增，在一些逝者的墓碑上写着“死于瘟疫”。1338年至1339年！对于了解黑死病的任何人来说，都是一个敏感的年份——仅仅早于黑死病在欧洲爆发的时间（1347年）8年！这个信息激发了Slavin教授浓厚的兴趣。黑死病被学界认为和一次“大爆发（Big Bang）”事件有关，该“大爆炸”事件是指当时由啮齿动物和跳蚤所携带的鼠疫株群突然多样化“爆发”。但是，对于这次“大爆发”所发生的具体时间，科学家们一直无法确定，一般认为可能早在10世纪就已发生过此“大爆炸”。1338年至1339年此地的死亡人数骤增、鼠疫株群“大爆发”以及黑死病的地理来源之间，会有怎样的联系呢？

微生物古DNA恢复技术——穿越时空的对话

根据考古资料及历史记载，该国际研究小组调查了位于如今吉尔吉斯斯坦伊塞克湖（Lake Issyk-Kul）附近Chüy山谷的Kara-Djigach和Burana墓地。根据该两个墓区的墓碑铭文记载，1338年至1339年间出现了大量墓葬，甚至其中一些铭文明确地记载了逝者的死亡原因——不明原因的瘟疫。为了更好地了解Kara-Djigach和Burana地区的综合背景，研究小组还翻译并分析了两地区考古发掘过程中幸存下来的档案信息。此外，研究人员还从7位古代人类遗骸个体（5位来自Kara-Djigach，2位来自Burana）身上通过杂交捕获（hybridization capture）方式，抓取了人类基因数据——约124万个祖先信息单核苷酸多态性（ancestry-informative single-nucleotide polymorphisms）。其中，4位个体拥有足够的基因组覆盖率，可以对其进行群体遗传分析。采用主成分分析和祖先建模（ancestry modelling），研究者发现这些古代遗骸个体泛属于（falling broadly within）欧亚大陆中部古代和当今人口的变化性（variability）。然而，由于缺乏来自该区域的同期人类基因组数据，该群体性遗传分析的精确性还有待证明。该项研究由德国图宾根大学（Eberhard Karls University of Tübingen）、马克斯·普朗克进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）等机构的研究人员于6月15日发表在Nature杂志上。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04800-3

为了调查这些遗骸体内是否携带了疑似引起此次大流行病的古代病原体DNA，研究者使用HOPS管道（HOPS pipeline）对所有七位个体生成的霰弹枪宏基因组数据（shotgun metagenomic data）进行了分类学分类。结果发现，从Kara-Djigach墓地挖掘出来的三位个体显示出古代鼠疫杆菌（ancient Y. pestis）DNA的潜在证据。DNA还显示出“特征性的损伤模式（characteristic damage patterns）”，表明研究者正在处理的是古代个体在死亡时携带的感染。研究者认为，这些鼠疫耶尔森菌的基因组代表一个单一菌株，并且被普遍认为与黑死病起源相关的一个多样化事件的最近共同祖先。与该地区当前流行的鼠疫耶尔森菌菌株的比较显示，这个古代菌株起源于本地。

“我们发现，如今，与古代菌株关系最密切的现代菌株在天山山脉周围的瘟疫库中被发现；从地理位置上看，这非常接近古代菌株的发现地。这表明黑死病的祖先起源于中亚”，该研究的资深作者兼马克斯普朗克进化人类学研究所所长Johannes Krause解释说。

此外，研究小组根据历史数据和人工制品（包括墓碑碑文和钱币窖藏），推断该地区曾生活着多元化的社群，这些社群依赖与整个欧亚大陆进行贸易往来而生存。研究认为，这种贸易往来也可能推动了黑死病在14世纪的传播。

Queensland University of Technology的古遗传学家Sally Wasef教授表示，该跨学科研究为解开其他古代科学奥秘提供了启示和参考。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04800-3

https://medicalxpress.com/news/2022-06-black-death-mystery-years.html

https://phys.org/news/2022-06-ancient-plague-genomes-reveal-black.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。