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人传人?动物传人?科学家发现结核病“零号病人”的最新线索

结核病是一种非常古老且全球广泛传播的传染病。它是感染结核分枝杆菌(M.tuberculosis,俗称结核杆菌)引起的慢性传染病。结核杆菌可以侵入人体全身各种器官,但肺结核最为常见。

在1882年以前,结核病曾在全球范围内掀起一波又一波的大流行。当时在中国,结核病被称为肺痨;在欧洲,它被称为"白色瘟疫",几乎100%的欧洲人都被感染过,并导致25%的欧洲人死亡。

1882年3月24日,德国微生物学家罗伯特・科赫(见下图)宣布结核杆菌是结核病的病原菌,从此揭开了导致结核病的疑团,并为困扰人类数千年的结核病提供了治疗方向。

虽然后来随着抗结核药物的不断发展和卫生条件的改善,使结核病的发病率和死亡率曾一度大幅下降。然而,耐药菌的出现仍导致全世界约三分之一人口感染了这种疾病。据世界卫生组织发布的《2021年全球结核病报告》指出,2020年全球新增约990万例结核病病例。2020年中国结核病新发病例数为约为84.2万,因结核病导致死亡的患者数约为3.2万人。

1993年,世界卫生组织宣布结核病为突发公共卫生事件。1995年,世卫将每年的3月24日定为世界防治结核病日,旨在提醒公众对结核病的认识并提高重视。

然而,关于结核杆菌的起源至今仍是一个谜。此前有研究认为,结核分枝杆菌祖先从大约3.5万年前进化而来。但第一个(批)感染结核病的人类(零号病人科学家们仍在探索。有大量观点认为,包括结核病、百日咳和天花在内的致命疾病,都是在殖民时期首次由欧洲人传播到世界各地的。但最近新发现的证据表明,南美洲的结核病并非来自欧洲。

近日,发表在《Nature Communicaitons》上的一项新研究中,来自德国马克斯普朗克人类历史科学研究所和美国亚利桑那州立大学领导的国际研究团队表明,关于结核杆菌最初传播的说法可能不准确。他们发现,在结核病首次感染欧洲人几个世纪以前,一种结核分枝杆菌就已经从南美州海岸传播到内陆山区。这表明,在这些人群中还存在其他的结核病传播方式,例如人传人,或陆生动物通过中间宿主将病原菌传染给人类。

2014年,该研究团队从秘鲁南部海岸具有一千年人类考古骨骼遗骸中分离出完整的结核分枝杆菌复合体(MTBC)。这远早于西班牙、法国和葡萄牙殖民者登陆南美洲的时间。这些考古证据表明,在欧洲人到来之前,结核病就已经在当地土著人之间传播。

除了在秘鲁发现的结核杆菌外,研究人员还在远离海岸的哥伦比亚安第斯山脉地区的人类骨骼遗憾中分离出了MTBC。这意味着,即使在这些广袤的山脉中,结核病似乎已在当地土著人群中长期普遍存在。因此,结核病在当时已成为当地流行病。

随后的基因组分析发现,这些南美的菌株与在现代人类中传播的结核分枝杆菌不同,但在遗传上与鳍足类动物的结核分枝杆菌(M.pinnipedii)最为相似,后者是在海豹和海狮等有鳍足的海洋哺乳动物中发现的结核杆菌菌株。而且,所有与基因相关的结核分枝杆菌菌株最近的共同祖先出现在不到6000年前。这表明海洋哺乳动物可能是第一批携带结核杆菌并漂洋过海抵达南美的航行者。

来自秘鲁和哥伦比亚的考古证据表明,当地土著人通常不会食用从海岸交易来的海豹或海狮肉。这意味着这种源自鳍足类动物的疾病可能通过另一个宿主传播到内陆远离海岸的地方。

众所周知,结核病可以很容易地从一种哺乳动物传染给另一种哺乳动物。研究人员认为,这些结核杆菌菌株可能会随着时间推移逐渐潜入内陆,在人与人之间或在其他陆地哺乳动物之间传播,而不是直接从鳍足类动物传播到人类。

例如,在今天的新西兰,有报道称肺结核从海豹身上传播到人类饲养的牛群中,这为海洋生物与陆地生物之间的传播途径提供了桥梁。

因此,该研究表明,感染结核杆菌的欧洲殖民者登陆南美洲后,使当地流行的结核杆菌菌株被取代,从而掩盖了这种病原菌感染途径的深层生态学原因。

目前,该团队正在梳理结核病在殖民时代之前的复杂历史。通过基因组研究,他们希望识别出新的古代结核杆菌菌株,以阐明这种传染病是如何在不同时间和不同地点流行的。

研究人员总结道:“我们认为,来自鳍足类动物的结核分枝杆菌(M. pinnipedii)一次或多次单独引入是目前对结核病传播到内陆地区最简单的解释。来自殖民时代之前美洲的更多基因组数据将有助于进一步挖掘这些线索。”

参考文献:

1.Geographically dispersed zoonotic tuberculosis in pre-contact South American human populations

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28562-8

2.Ancient Origin and Gene Mosaicism of the Progenitor of Mycobacterium tuberculosis

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.0010005

3.Robert Koch: centenary of the discovery of the tubercle bacillus, 1882.

http://dx.doi.org/10.1136/thx.37.4.246

来源:中国生物技术网