古DNA终于解开了世界首次大流行病的谜团

科学家终于在约旦杰拉什的一处集体墓葬中发现了鼠疫耶尔森氏菌(*Yersinia pestis*)的直接基因证据——这正是引发查士丁尼瘟疫的细菌。这一期待已久的发现解决了一场持续数个世纪的争论,证实重创拜占庭帝国的瘟疫确实是由导致后来黑死病等疫情的同一种病原体引起的。

这项里程碑式的发现由南佛罗里达大学和佛罗里达大西洋大学的跨学科团队主导,并与印度及澳大利亚的合作者共同完成。该团队在约旦古城杰拉什(Jerash,靠近大流行中心)的一处乱葬岗中鉴定出了Yersinia pestis(鼠疫耶尔森氏菌),即引发鼠疫的微生物。这一突破性发现明确将该病原体与标志着第一次大流行(公元541-750年)的查士丁尼瘟疫联系起来,解开了历史上长期存在的谜团之一。

几个世纪以来,历史学家一直在探讨这场导致数千万人丧生、重塑了拜占庭帝国并改变了西方文明进程的毁灭性疫情的起因。尽管存在旁证,但关于致病微生物的直接证据一直难以寻觅——这是大流行史上的一个缺失环节。

由南佛罗里达大学(USF)和佛罗里达大西洋大学(FAU)主导的两篇新发表的论文提供了人们长期寻求的答案,为人类历史上最重要的事件之一提供了新见解。这一发现也强调了鼠疫在当今的持续相关性:虽然罕见,但Y. pestis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Y. pestis感染中最致命的形式,这也是美国自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人也被检测出该病阳性。

“这一发现提供了人们长期寻求的确凿证据,证明Y. pestis存在于查士丁尼瘟疫的中心地带,”这些研究的主要负责人、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,我们一直依赖描述这种毁灭性疾病的书面记载,但缺乏鼠疫存在的任何硬性生物学证据。我们的发现填补了那个谜题中缺失的一块,为了解这场大流行如何在帝国中心展开提供了首个直接的遗传窗口。”

查士丁尼瘟疫最早出现在关于埃及佩卢西姆(Pelusium,今Tell el-Farama)的历史记载中,随后蔓延至东罗马帝国(即拜占庭帝国)。虽然此前曾在数千英里外的西欧小村庄发现过Y. pestis的踪迹,但从未在帝国境内或大流行中心附近发现过任何证据。

“利用靶向古DNA技术,我们成功从杰拉什(Jerash,一座距离古代佩卢西姆仅200英里的城市)前罗马竞技场地下墓室出土的八颗人类牙齿中提取并测序了遗传物质,”合著者、FAU海港分支海洋学研究所研究教授及国家地理探险家Greg O'Corry-Crowe博士说。

 

该竞技场在公元6世纪中叶至7世纪初被改作乱葬岗,当时的书面记载描述了一股突然出现的死亡浪潮。

基因组分析显示,这些鼠疫受害者携带的Y. pestis菌株几乎完全相同,首次证实该细菌在公元550-660年间存在于拜占庭帝国境内。这种遗传一致性表明这是一场迅速且毁灭性的疫情爆发,与历史上关于鼠疫造成大量死亡的描述相符。

“杰拉什遗址让我们得以罕见地一窥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,是一个有记载的贸易枢纽,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,在紧急时刻变成了大规模墓地,这表明城市中心当时极有可能已不堪重负。”

另一项同样由USF和FAU主导的配套研究,将杰拉什的发现置于更广阔的进化背景中。通过分析数百个古代和现代Y. pestis基因组——包括从杰拉什新发现的基因组——研究人员表明,在查士丁尼疫情爆发之前,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,从14世纪的黑死病到今天仍出现的病例,并非源自单一祖先菌株。相反,它们独立且反复地从长期存在的动物宿主中产生,在不同地区和时代以多波形式爆发。这种反复出现的模式与SARS-CoV-2大流行(COVID-19)形成鲜明对比,后者源于单次溢出事件,主要通过人际传播进化。

这些里程碑式的发现共同重塑了人们对大流行如何出现、复发和传播的理解,以及它们为何成为人类文明的一个持久特征。这项研究强调,大流行并非单一的灾难性历史事件,而是由人类聚集、流动和环境变化驱动的重复性生物事件——这些主题在今天仍具有现实意义。

 

“这项研究既具有科学吸引力,也引起了个人共鸣。它提供了一个非凡的机会,让我们通过古DNA的视角深入研究人类历史,而当时我们自己正经历着一场全球大流行,”O'Corry-Crowe说。“同样深刻的是处理古代人类遗骸的经历——这些人生前生活、受苦并在几个世纪前去世——并利用现代科学帮助恢复和讲述他们的故事。这是一个令人谦卑的提醒,让我们看到跨越时空的人类共同人性,也是科学为那些长期沉默者发声的有力见证。”

虽然与COVID-19截然不同,但这两种疾病都凸显了互联互通与大流行风险之间的持久联系,以及某些病原体永远无法被彻底根除的现实。

“我们与鼠疫抗争了几千年,至今仍有人因此丧生,”Jiang说。“像COVID-19一样,它不断进化,遏制措施显然无法根除它。我们必须保持警惕,但这种威胁永远不会消失。”

基于杰拉什的突破,该团队目前正将研究扩展至意大利威尼斯和Lazaretto Vecchio——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乱葬岗的1200多个样本现保存于USF,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。