结核病从哪儿来

作者: 何媛媛

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数千年来,有83 具遗骸一直被埋在叙利亚北部迪加德·阿尔穆格哈拉的一座名为“死亡之屋”的院落土地下。这些人的死亡原因完全出乎考古学家的意料——其中5 具遗骸有曾患肺结核的迹象,这说明结核病的出现时间比考古学界之前认定的人类首次患结核病的时间早了约2 000 年,这究竟是怎么一回事?

古老结核病至今仍嚣张

结核病(通常累及肺部)是折磨人类的最致命的传染病之一,目前每年至少有170 万人死于结核病。而在迪加德·阿尔穆格哈拉的这一发现——大约1 万年前死亡的人患过结核病,很可能帮助科学家揭示结核病源自哪里、如何使人类患病以及如何在世界各地传播等谜题,最终帮助科学家找到对抗结核病的新方法。

人类结核病是由结核分枝杆菌经在空气中传播而引起的一种慢性传染病。从17 世纪到19 世纪,西方国家死于结核病的人数占死亡总人数的20%。1882 年,德国微生物学家罗伯特·科赫因发现结核病原体而获得诺贝尔奖。1921 年,针对预防结核病的卡介苗问世,并被广泛使用。然而,卡介苗在世界上很多地区的效果并不好,而且出现耐药性的情况很普遍。截至目前,结核菌感染了世界上大约四分之一的人口,特别是生活在撒哈拉以南的非洲、东南亚和东欧的人们。虽然被感染者中只有约十分之一最终发展成结核疾病(致死率为50%),但结核菌感染者的总数量十分庞大,所以结核病对全球人类健康仍产生巨大的威胁。

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截至目前,结核病致死的人数比艾滋病和疟疾加起来还要多。世界卫生组织在上世纪90 年代初把结核病定为全球紧急卫生状况,全世界的相关领域科学家致力于最晚在2035年研发出一种能真正有效预防结核病的新疫苗。而弄清结核分枝杆菌的起源,将是研究成功的关键。

新发现动摇旧结论

在发现迪加德·阿尔穆格哈拉的考古遗址前,生物学家们一直认为他们已经找到了结核病的来源——牛分枝杆菌。牛分枝杆菌能感染的物种有很多,包括牛、鹿、山羊、猫狗、猪、老鼠、鸡,还有人类。

人类在开始农耕生活后逐渐发展起了畜牧业。生物学家推断,我们的祖先就是因为驯养牛而感染了牛分枝杆菌,也就是说,结核分枝杆菌可能是由牛分枝杆菌变异而来的。因此,人类结核病被认为是在农耕时代才出现的,诞生时间不早于8 000 年前。一些在其他远古人类遗骸中发现的证据,似乎也映证了这一观点:欧洲已知的最古老的人类结核病病例可以追溯到大约7 000 年前;古埃及的可以追溯到6 500 年前;中国的可追溯到约6 000 年前。

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然而,在2008 年,一个科学团队在一种古人类——直立人身上发现了肺结核病例的证据,彻底推翻了这条时间线。

根据当时的检测手段,要在古代骸骨和化石中鉴定出结核病,只能依赖于识别遗骸是否存在生理结构上的异常,如脊柱畸形、关节僵硬和头骨内部凹陷等。该团队在土耳其科卡巴斯出土的一块直立人的部分头骨上发现了凹陷,而该头骨可追溯到大约50 万年前。这一发现让一些专家信服,但也有专家认为通过骨头诊断结核病的技术并不可靠。鉴于该发现太过震撼,大多数人还是对它持怀疑态度。

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追溯分枝杆菌足迹

幸运的是,遗传学的进步带动了古病理学的研究,在古代疾病的研究方面出现了一种新的方式,即通过比较古代DNA 和现代DNA 来重筑结核病原体的进化之路。2002 年,巴黎巴斯德研究所的一项研究得出结论:结核分枝杆菌的起源比牛结核菌早,或者说,结核分枝杆菌在人类驯化牛之前就已经出现在人类身上了。此后,研究人员分析了共计259 株结核分枝杆菌的整个基因组,最终得出结果:结核分枝杆菌最早出现在大约7 万年前。现在,所有的证据都表明,人类感染结核病比人类驯化牛要早得多。因此,考古科学家把找到结核病起源的希望寄托在人类遗骸化石上,迪加德·阿尔穆格哈拉的发现具有重大意义。

迪加德·阿尔穆格哈拉位于幼发拉底河西岸,大约1.13 万年前,有人类开始在那里定居并从事原始农业。约8 000 年前,当地人开始驯养原牛(现已灭绝)。

前不久,迪加德·阿尔穆格哈拉出土了130 具古人类遗骸,包括埋在“死亡之屋”下面的83 具人类遗骸。考古学家仔细检查了这些可追溯到8 000 ~10 000 年前的遗骸,发现其中的10 具(包含死亡之屋中5 具)遗骸有生前患过肺结核的迹象。其中7 人活在从原始农业发展出牲畜驯化的过渡时期。这些遗骸中最古老的一具属于一个于1 岁左右死亡的婴儿。在叙利亚的另一处,在一个名为泰尔阿斯瓦德的史前新石器时代遗址出土了另一具生前曾患过肺结核的骸骨(可追溯到7 600~8 200 年前)。此外,在以色列境内出土的一位母亲和她儿子的遗骸(可追溯到8 000 年前)上,也留有肺结核的物理学和遗传学证据。

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确定了!人类结核病起源

物理结合基因的双重证据足以令人信服:人类并不是从牛身上感染结核菌的,而是被结核分枝杆菌直接感染的。科学家们之所以现在才认识到这一点,是因为只有5%的肺结核患者在未经治疗的情况下会发展出相关的骨骼损伤,而已发掘的人类遗骸数量有限,在没有现代基因技术的条件下,此前考古研究误把“没有找到史前人类结核病病例”判断为“不存在这类病例”。

现在,考古学界普遍认为结核病起源于非洲早期的直立人,并随着智人向世界各地迁徙而变异出不同的亚种。随着结核分枝杆菌与人类共同进化,大约6.7 万年前,结核分枝杆菌新的谱系开始出现。时至今日,已发现共计7 种谱系的分枝杆菌,每一种都在特定的地理位置活跃。其中最古老的谱系5 和谱系6表明人类结核病很可能起源于非洲东部或西部。而且,这些微生物的数量在人类开启农耕时代后才开始激增,同时激增的原因不是因为牛把它们传给了人类,而是由于农业使人口规模和密度的大幅增加。

在全球范围内,结核病因其遗传多样性而成为一种难以控制的疾病。随着分枝杆菌与人类共同进化,不同宿主种群中的结核杆菌有不同的形态,这也是卡介苗在某些地区无效的原因。因此,深入了解这种古老微生物敌人的真正起源,分析其变异是如何影响其传染性和传播路径的,对世卫组织成功研发出新疫苗而言十分重要。

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