基因研究發現美洲最古老瘧疾病例 揭瘧原蟲傳播路線

關於瘧疾的文獻可追溯到幾千年前,而遺傳證據更表明人類與這種疾病戰鬥至少有數萬年。不過,從考古學角度而言,瘧疾難以被追蹤。因為引起瘧疾的兩種寄生蟲間日瘧原蟲 (Plasmodium vivax) 及其更致命的近親惡性瘧原蟲 (P. falciparum) 在骨骼中不會留下明顯痕跡,因此研究人員無法追蹤古代瘧疾感染情況。

最新刊於《自然》的研究則扭轉這個情況,發現從 5,600 年前在德國死亡的一名男子到 1700 年代初埋在比利時的士兵等 36 例瘧疾病例,並在南美洲發現了可追溯到公元後 1600 年當地最早的已知病例,表明歐洲殖民者將瘧疾引入新大陸,而第二種瘧疾則是隨奴隸貿易從非洲引入的。

結果也表明,早在航空和陸上旅遊出現前,古代人類就已在全球傳播瘧疾。

每年,全球有 2.5 億人患瘧疾,當中 60 萬人死亡。直到 20 世紀初發現蚊子傳播疾病並學會如何根除瘧疾時,瘧疾已在歐洲和北美大部分地區流行,更曾有 6 位美國總統,包括華盛頓和林肯感染過瘧疾。然而,瘧原蟲最古老的直接證據只能追溯到 1944 年西班牙埃布羅三角洲一家醫院的血液樣本。

領導是次研究的馬克斯普朗克-哈佛古地中海考古學研究中心遺傳學家 Megan Michel 表示,研究將時間推後了100 倍,並讓現代學者回顧過去。

團隊搜尋了因其他研究而收集的逾 10,000 個古代人類基因組的龐大數據庫,發現了數十個可能保存到瘧原蟲 DNA 片段的病例,這大部分來自牙齒,因為牙齒通常將血源性病原體困在其內部。

團隊先對目標樣本進行測序,然後再對比現代瘧原蟲 DNA 片段。團隊最終發現間日瘧原蟲和惡性瘧原蟲均有在古人類基因組樣本中出現。從石器時代到 1700 年代,間日瘧原蟲從西班牙到俄羅斯遍佈整個歐洲,活動範圍寬達 5,000 公里,證實了這種疾病在史前並不局限於熱帶地區。

即使是熱帶地區的惡性瘧原蟲也廣泛傳播:牠們曾出現在一名 2,800 年前居住在現今尼泊爾境內的男性骸骨中,地點是喬霍帕尼 (Chokhopani) ,該村莊位於海拔 2,800 高、無蚊子的喜馬拉雅山脈內。Michel 指,團隊最初認為發現是誤報,因為當地非常寒冷、非常乾燥,是最不可能發現瘧疾的地方。

然而,在較低海拔地區生產的銅製品表明,這個古老村莊位於連接這些高地和蚊子肆虐的印度低地的貿易路線上。團隊得出的結論是,該男子在旅行時被感染,不久後返回家鄉,並可能死於瘧疾。

該研究還解決了關於瘧疾如何以及何時傳播到美洲的長期爭論。過往學界對瘧原蟲的到達方式提出了多種假設,例如由第一批波利尼西亞人在 15,000 多年前橫渡太平洋進入非洲大陸,或者第一批西班牙船隻於公元後 1492 年抵達非洲大陸。

新數據則支持後者的說法。公元後 1500 年之前,研究團隊在美洲無發現到瘧疾的跡象,在北美和南美原住民中也無發現免疫系統適應這種疾病的跡象。美洲最早的病例來自秘魯一具 400 年前的骨骼,其攜帶的間日瘧原蟲 DNA 與來自歐洲的當代樣本非常相似,支持了當地瘧疾來自歐洲的說法。

相較之下,現今仍在美洲傳播的惡性瘧原蟲與來自非洲的相似,但與現已基本根除、曾經在歐洲廣泛傳播的惡性瘧原蟲不同,這表明惡性瘧原蟲是由非洲奴隸帶到美洲。然後,當地的蚊子將惡性瘧原蟲傳播到整個大陸。

不過,無參與研究的法國國家研究機構 (CNRS) 演化生物學家 Virginie Rougeron 警告,研究只發現了一種來自美洲的瘧疾實例,但瘧原蟲可能在歐洲人到達之前就已經存在,而無被記錄在數據中,並且已經滅絕。 儘管如此,可檢測古代 DNA 樣本近年因技術發展而增長,包括更多來自南緯地區的樣本,將使學界能夠尋找其他疾病的歷史。

來源:

Science, Oldest malaria cases reveal how humans spread the disease across the globe

報告:

Michel, M., Skourtanioti, E., Pierini, F. & et al. (2024). Ancient Plasmodium genomes shed light on the history of human malaria. Nature. doi: 10.1038/s41586-024-07546-2

文/AC

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