中国生物技术网四千多年，它完成了从“弱鸡”到摧毁中世纪欧洲大流行的进化……

六百七十多年前的一个秋天，黑死病大瘟疫在欧洲暴发，它是人类历史上有记载的最致命的大流行，在欧亚大陆和北非造成约7500万至2亿人死亡。导致这场大流行的罪魁祸首就是鼠疫耶尔森氏菌。

关于黑死病的起源一直是有争议的，但明确记载的是它首次出现在1347年的克里米亚，很可能是由生活在黑鼠身上的跳蚤所携带。这些黑鼠先通过奴隶船在地中海传播，然后扩散到非洲、西亚和欧洲其他地区。

鼠疫是鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）借鼠蚤传播为主的烈性传染病，是广泛流行于野生啮齿类动物间的一种人畜共患病。已知它有三种类型：一种即黑死病，是最常见的鼠疫类型，以淋巴腺肿胀疼痛为特征；另一种是败血症鼠疫，即鼠疫耶尔森氏菌进入血液，引发败血症；还有一种是肺鼠疫，这是发病最迅速的鼠疫类型，潜伏期可短至24小时。肺鼠疫通过飞沫在人际间传播，如果不及时治疗则是致命的。

已有证据表明，黑死病登陆后，很大程度上是通过跳蚤传播的，跳蚤会导致肺鼠疫，这就解释了当时的鼠疫大瘟疫在欧洲内陆快速传播的原因。
近日，发表在《Cell Reports》上的一项研究发现，在五千年前的石器时代，一只啮齿动物咬伤了一位20多岁的狩猎采集者，而他感染的正是鼠疫耶尔森菌。该菌株基因组与4000多年后摧毁中世纪欧洲的病原体非常相似。然而，它却缺少了一些能帮助其传播的关键基因。这也就意味着，它在五千年以前并没有造成大流行。

研究通讯作者、德国基尔大学临床分子生物学研究所古DNA分析学家Ben Krause Kyora教授说：“与导致中世纪欧洲黑死病大流行不同的是，这种感染古代狩猎采集者的细菌并不是很容易传播。它缺乏能通过跳蚤传播的基因。在黑死病大流行期间，跳蚤和虱子叮咬是感染的主要来源。”
因此，在狩猎采集者死亡和发生黑死病期间的几千年里，鼠疫耶尔森菌的突变使其能够通过跳蚤在物种间传播。

Krause-Kyora说：“这种变化是导致瘟疫快速且广泛传播的主要驱动力。”
这位石器时代的狩猎采集者是在拉脱维亚被发现的。在他的尸骨附近，人类学家还挖掘出了一名男子、一名少女和一名新生儿的遗骸，但这三人都没有被鼠疫耶尔森菌感染。
Krause-Kyora的团队最初并非是要寻找古代瘟疫的受害者，而是想看看这四名死者是否是亲属关系。但在进行遗传分析前，研究人员筛查了从骨骼和牙齿中提取的古代DNA，以寻找病原体的踪迹。与此同时，他们发现了鼠疫耶尔森菌。
研究人员随后将这种细菌的基因组与其他古代鼠疫杆菌进行了比较。过去一项研究描述了大约有5000年历史的菌株，但Krause-Kyora表示，新发现的菌株还要早几百年。因此，这是已知最早版本的鼠疫耶尔森菌。
这位狩猎采集者的DNA表明，他的体内有大量鼠疫杆菌，而且他可能死于这种细菌。该研究认为，他的埋葬地表明他是被社区其他成员精心埋葬的。
Krause-Kyora 说：“很难说他是不是在短时间内死亡的，从目前的细菌数量来看，他似乎在被大量细菌感染后存活了下来，并且活得时间很长，或者说经历了更时间的病痛。”
Krause-Kyora认为，这位古代的狩猎者得的是败血症鼠疫，这可以解释为什么其他三人没有被感染。
他解释说：“团体中其他成员必须接触他的血液，或者也被啮齿动物咬伤才会感染败血症鼠疫。”
进化的力量
鼠疫通常是人畜共患疾病，这意味着它会从动物宿主传染给人类。
研究人员表示，这名狩猎采集者的病例向流行病学家展示了人畜共患病病原体（如埃博拉、猪流感和潜在新型冠状病毒）是如何随着时间的推移进化的。
他说：“我们必须认真思考人畜共患病在几千年来是如何演变的。”
在石器时代，鼠疫并没有引起大范围的暴发。那时，鼠疫耶尔森菌也在欧亚大陆的狩猎采集者、农民和游牧民群体中广泛出现，但却从来没有引发黑死病大流行级别的事件。
这些发现证实，早期的菌株与未大范围传播的零星病例有关。研究人员认为，中世纪时发生变化的是人们开始生活在更大的社区和离城市更近的地方。这种转变可能影响了导致鼠疫在跳蚤体内生存的进化过程，而跳蚤更容易咬人。
Krause-Kyora说：“鼠疫耶尔森菌是能够适应人口密度的细菌。”
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109278

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