古代DNA最终解开了世界首个大流行病的谜团

科学家终于在约旦杰拉什的一处乱葬坑中,找到了查士丁尼瘟疫的罪魁祸首——耶尔辛氏鼠疫杆菌的直接遗传证据。这一长期追寻的发现终结了长达数个世纪的争论,证实了摧毁拜占庭帝国的瘟疫与黑死病等后来爆发的疫情确由同一种病原体引起。

由南佛罗里达大学和佛罗里达大西洋大学的一个跨学科团队牵头,并与印度和澳大利亚的合作者共同取得的这项里程碑式的发现,在位于大流行病中心附近的约旦杰拉什古城一处万人坑中,鉴定出了引起鼠疫的微生物——耶尔森氏鼠疫杆菌。这项突破性的发现确凿地将该病原体与标志着第一次大流行病(公元541-750年)的查士丁尼瘟疫联系起来,解决了历史上一个长期存在的谜团。

几个世纪以来,历史学家们一直在探讨这场导致数千万人死亡、重塑拜占庭帝国并改变了西方文明进程的毁灭性疫情爆发的原因。尽管有间接证据,但直接证明致病微生物的证据一直难以找到——这是大流行病历史中缺失的一环。

由南佛罗里达大学和佛罗里达大西洋大学牵头新发表的两篇论文提供了这些寻求已久的答案,为人类历史上这一最重要的篇章之一提供了新的见解。这一发现也强调了鼠疫在当今的持续相关性:虽然罕见,但耶尔森氏鼠疫杆菌仍在全球范围内传播。今年7月,亚利桑那州北部一名居民死于肺鼠疫,这是耶尔森氏鼠疫杆菌感染中最致命的形式,标志着美国自2007年以来首例此类死亡病例;而就在上周,加利福尼亚州的另一名个体检测出该病阳性。

"这一发现提供了长期寻求的确凿证据,证明耶尔森氏鼠疫杆菌存在于查士丁尼瘟疫的中心地带,"这些研究的首席研究员、南佛罗里达大学公共卫生学院副教授Rays H. Y. Jiang博士说。"几个世纪以来,我们一直依赖描述一种毁灭性疾病的历史记载,但缺乏任何确凿的生物学证据来证明鼠疫的存在。我们的发现填补了那个谜团中缺失的一块,为理解这场大流行病如何在帝国中心展开提供了第一个直接的遗传学窗口。"

查士丁尼瘟疫首次出现在历史记录中是在埃及的佩鲁修姆(今泰勒法拉马),随后传播到整个东罗马帝国(即拜占庭帝国)。虽然之前曾在数千英里外的西欧小村庄中发现过耶尔森氏鼠疫杆菌的痕迹,但在帝国内部或大流行病中心附近从未发现任何证据。

"利用靶向古DNA技术,我们成功地从杰拉什(距古佩鲁修姆仅200英里的一个城市)的前罗马竞技场下方的墓室中挖掘出的八颗人类牙齿中,回收并测序了遗传物质,"该研究的合著者、佛罗里达大西洋大学海港分支海洋学研究所研究教授、国家地理探险家Greg O'Corry-Crowe博士说。

在公元六世纪中期到七世纪初,当历史记载描述突然的死亡浪潮时,这个竞技场被改用作万人坑。

基因组分析显示,鼠疫受害者携带几乎相同的耶尔森氏鼠疫杆菌菌株,首次证实了该细菌在公元550-660年间存在于拜占庭帝国内。这种基因上的一致性表明这是一次快速的、毁灭性的疫情爆发,与历史上关于一场导致大规模死亡的瘟疫的描述相符。

"杰拉什遗址提供了一个罕见的视角,让我们了解古代社会如何应对公共卫生灾难,"Jiang说。"杰拉什是东罗马帝国的关键城市之一,是一个有文献记载的贸易中心,拥有宏伟的建筑。一个曾经为娱乐和公民自豪感而建的场所,在紧急时期变成了公共墓地,这表明城市中心很可能是被压垮了。"

同样由南佛罗里达大学和佛罗里达大西洋大学牵头的一项配套研究,将杰拉什的发现置于更广泛的进化背景中。通过分析数百个古代和现代耶尔森氏鼠疫杆菌基因组——包括那些刚从杰拉什发现的——研究人员表明,在查士丁尼瘟疫爆发之前,这种细菌已经在人类群体中传播了数千年。

研究团队还发现,后来的鼠疫大流行病,从14世纪的黑死病到今天仍然出现的病例,并非源自一个共同的祖先菌株。相反,它们是独立且反复地从长期存在的动物宿主中产生的,在不同地区和时代以多波次的形式爆发。这种重复的模式与SARS-CoV-2大流行病(COVID-19)形成鲜明对比,后者源于单一的一次溢出事件,并且主要通过人与人之间的传播进化。

总之,这些里程碑式的发现重塑了人们对大流行病如何出现、复发和传播,以及它们为何仍然是人类文明一个持久特征的理解。这项研究强调,大流行病并非单一的历史灾难,而是由人类聚集、流动和环境变化驱动的重复性生物事件——这些主题在今天仍然具有现实意义。

 

"这项研究在科学上令人信服,在个人层面上也引起了共鸣。它提供了一个非凡的机会,让我们在我们自己正经历全球大流行病的时刻,通过古DNA的视角深入研究人类历史,"O'Corry-Crowe说。"同样意义深远的是与古代人类遗骸一起工作的经历——那些在几个世纪前生活、受苦和死去的个体——并利用现代科学帮助恢复和分享他们的故事。这谦卑地提醒我们跨越时间的共同人性,也是对科学赋予那些长久沉默者以声音的力量的动人证明。"

虽然与COVID-19截然不同,但这两种疾病都凸显了连通性与大流行病风险之间持久的联系,以及一些病原体永远无法被完全根除的现实。

"我们与鼠疫斗争了几千年,今天仍然有人死于它,"Jiang说。"就像新冠病毒一样,它在不断进化,控制措施显然无法根除它。我们必须小心,但威胁永远不会消失。"

在杰拉什突破的基础上,该团队现在正将其研究扩展到意大利威尼斯和旧拉扎雷托岛,这是一个专门的隔离岛,也是世界上最重要的鼠疫埋葬地之一。来自这个黑死病时代万人坑的1200多份样本现在存放在南佛罗里达大学,为研究早期公共卫生措施如何与病原体进化、城市脆弱性和文化记忆相互交织提供了前所未有的机会。