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維京人骸骨發現最古老天花病毒 或比現代版毒性低、能感染多種動物

2020/7/24 — 23:09

《維京傳奇》劇照

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當大部份全球科學家正集中了解武漢肺炎 (COVID-19) 的確切發源地時,亦有病毒學家一直在追尋另一種曾經聞風喪膽的疾病天花的起源。

最新刊於《科學》的研究報告指,在北歐維京時代的考古遺址,發現一古天花病毒株的 DNA ,歷數更可追溯至公元後 603 年,亦比過去的天花 DNA 證據早 1,000 年;其部份特徵亦顯示天花早在 20 世紀前已廣泛傳播。

據估計,單在 20 世紀天花已造成 5 億人死亡。

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天花是由天花病毒 (variola virus) 引起,該病毒仍是人類通過接種疫苗而根除的第一個也是唯一種感染人類的致病原。截至 1980 年宣佈被撲滅前,天花的傳播可從不同歷史記錄了解:該病毒在 8 世紀隨摩爾人 (Moors) 入侵歐洲進入西班牙和葡萄牙,其後再隨十字軍東征中擴散到歐洲其他地區。

該病毒也困擾著古埃及和小亞細亞的西臺帝國。過去曾有學者於死於公元前 1157 年的古埃及 20 王朝法老拉美西斯五世 (Ramses V) 木乃伊身上,發現了類似天花的皮疹,這表明天花大約在 3000 年前或更久已感染人類。

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不過,這些觀察結果不像實際發現到病毒 DNA 一般有結論性;同樣,其他描述類似天花感染的早期書面記錄也可能過於含糊不能作盡。目前較普遍的說法認為,天花起源於數千年前非洲某地的囓齒類動物,後來才演化成感染人類。

了解古天花病毒株和現代病毒株之間的關係,也可助病毒學家弄清楚天花如何演變成如此致命。不過,無論哪種方法,這要有更古老的病毒 DNA 樣本。

在此最新發現之前,人類最早的天花 DNA 來自 17 世紀的立陶宛木乃伊和捷克國家博物館中保存的兩個 19 和 20 世紀的樣本。這些樣本中的 DNA 與現代天花病毒樣本的比較顯示,全部最近的共同祖先可追溯到公元後 1530–1654 年之間。

劍橋病原體演化中心病毒學家 Barbara Mühlemann 的團隊在近 1,870 副在歐亞大陸與美洲找到的骸骨中尋找古天花的痕跡,這些骸骨的歷史最早可追溯至 3.1 萬年前。

最終團隊在 26 個從北歐收集到的人骨與牙齒,追蹤到有與現代天花相關的古天花 DNA 片段,其中 13 副骸骨的樣本可作進一步基因排序,而 11 人的歷史則追溯至公元後 603–1050 年之間的維京時代。在該 11 個樣本中,團隊僅從 4 人中排序出近乎完整 (96%) 的天花病毒基因組。

報告指,這些維京時代天花基因組將人類最早的天花感染確定日期推後了約 1,000 年,並從中找到一種此前未知、現已滅絕的病毒演化枝的存在。找到公元後 603 年的天花樣本,也與 6 世紀後期南歐和西歐可能有人感染天花的多個書面記載吻合。

發現亦支持天花病毒起源於囓齒類動物的說法,團隊指新發現的古天花病毒,實際上比現代版與沙鼠痘病毒 (taterapox virus) 基因更為密切,後者同樣屬痘病毒科,但感染沙鼠。

另外這些古天花病毒亦有一些現代天花病毒所缺乏的額外基因,而此些基因均在其他危險性相對低的痘病毒中找到,可能有助天花病毒感染多種動物宿主。

在伴隨研究刊出的評論中,西班牙國家研究委員會病毒學家 Antonio Alcamí 指出,古天花病毒可能是作為一種相對常見的人畜共患病演變成現代模樣,古天花病毒曾導致人類、囓齒類和其他宿主出現輕微感染有數百年之久。不過,團隊指不能僅從 DNA 角度了解病毒的嚴重性,也無法確定該些人是由天花感染死亡。

來源:
Science Alert, Ancient Viral DNA From Viking Age Corpses Just Got Us Closer to The Origin of Smallpox, 23 July 2020

報告:
Mühlemann, B., Vinner, L., Margaryan, A. & et al. (2020). Diverse variola virus (smallpox) strains were widespread in northern Europe in the Viking Age. Science 24 Jul 2020: Vol. 369, Issue 6502, eaaw8977. DOI: 10.1126/science.aaw8977

文/Alan Chiu

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