破解鼠疫謎題
在千百年與鼠疫的對(duì)抗中，研究者們發(fā)現(xiàn)鼠疫主要分為肺鼠疫、腺鼠疫及敗血型鼠疫這三種類型。不同鼠疫類型的病原菌略有不同，免疫力不同的人感染鼠疫的癥狀也不一定相同。
腺鼠疫由鼠蚤叮咬傳播，被叮咬的位置附近淋巴結(jié)腫脹，患者身上鼓起大塊的淋巴結(jié)節(jié)，這種類型的鼠疫相對(duì)而言致死率較低，淋巴膿包消退的患者有望存活。當(dāng)病菌侵害到患者肺部，患者出現(xiàn)胸痛咳嗽、呼吸困難、咳血等癥狀則發(fā)展為繼發(fā)性肺鼠疫，肺鼠疫病程較短，多半不治。原發(fā)性肺鼠疫由患者直接吸入鼠疫桿菌導(dǎo)致，肺鼠疫病菌能通過(guò)患者咳嗽噴出的飛沫傳播。當(dāng)病菌及內(nèi)毒素侵入血液系統(tǒng)造成全身器官和組織感染，患者雖不會(huì)出現(xiàn)淋巴結(jié)腫脹的癥狀，但會(huì)發(fā)生內(nèi)出血，肢端還會(huì)出現(xiàn)紫黑色的壞疽，少則一日多則幾日便會(huì)死亡，這便是敗血型鼠疫。腺鼠疫和敗血型鼠疫會(huì)通過(guò)血液或膿液傳播病菌。
在漫長(zhǎng)的幾千年里，人類對(duì)鼠疫的了解始終有限，直到分子生物學(xué)發(fā)展起來(lái)，許多問(wèn)題才有了答案。
通過(guò)對(duì)肺鼠疫患者攜帶的鼠疫桿菌進(jìn)行全基因組測(cè)序，研究者推測(cè)，鼠疫桿菌由生活在動(dòng)物腸道的低致病性假結(jié)核耶爾森菌演化而來(lái)。包含465萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的鼠疫桿菌，有3.7%的重復(fù)序列，以及150個(gè)非功能基因，在漫長(zhǎng)的演化歷程中，不斷發(fā)生基因重組，或許是鼠疫桿菌能經(jīng)由鼠蚤這一中間宿主，從嚙齒類動(dòng)物向人傳播并帶來(lái)致命威脅的原因。
鼠疫耶爾森菌示意圖，繪制者：符美麗
美國(guó)西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者分析了處于假結(jié)核耶爾森菌和鼠疫桿菌兩個(gè)種之間的中間分支菌株發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去一萬(wàn)年的某個(gè)時(shí)候，名為假結(jié)核耶爾森菌的細(xì)菌（會(huì)造成輕微腸胃問(wèn)題）獲得了一個(gè)基因，演變成了鼠疫桿菌。這個(gè)基因編碼的蛋白質(zhì)發(fā)生了一個(gè)小變化，使演化后的菌種具有高度傳染性，肺鼠疫也因此出現(xiàn)。
而鼠疫桿菌的演化速度會(huì)受到人口結(jié)構(gòu)變化的影響，這一點(diǎn)在軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所楊瑞馥研究員聯(lián)合華大基因、倫敦大學(xué)學(xué)院等研究機(jī)構(gòu)的研究者分析了133個(gè)來(lái)自中國(guó)及其他地方的鼠疫桿菌基因組，通過(guò)單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）分析出鼠疫耶爾森菌的譜系后推斷而得出。
由于史料對(duì)瘟疫的記載有限，至今仍有人認(rèn)為，從癥狀來(lái)看，歐洲三次大瘟疫不一定是鼠疫，也可能是其他傳染病。2011年，加拿大麥克馬斯特大學(xué)和德國(guó)圖賓根大學(xué)的研究人員從倫敦一個(gè)大型墓地挖掘出的4副骸骨的牙齒樣本中提取出鼠疫桿菌的DNA片段，并以現(xiàn)代鼠疫桿菌的基因序列為參考，首次重建了這一古老病菌的基因組，發(fā)現(xiàn)古代鼠疫桿菌與現(xiàn)代鼠疫桿菌非常相似，是現(xiàn)代鼠疫桿菌的鼻祖，這也是歐洲曾暴發(fā)鼠疫的佐證。
鼠疫桿菌何時(shí)具備通過(guò)跳蚤傳播的能力？答案是在距今3000年至3700年前。2015年，丹麥和德國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》上發(fā)表成果，通過(guò)分析歐洲和中亞101個(gè)古人牙齒樣本上的DNA，發(fā)現(xiàn)青銅器時(shí)代的牙齒樣本中便已存在鼠疫桿菌，而且與現(xiàn)在的鼠疫桿菌相比，青銅器時(shí)代的鼠疫桿菌缺少一種叫ymt的關(guān)鍵基因，但公元前951年的鐵器時(shí)代早期的牙齒樣本中的鼠疫桿菌存在ymt基因。這個(gè)基因決定了鼠疫桿菌是否能在跳蚤胃腸道中生存，使跳蚤乃至后來(lái)的老鼠傳播鼠疫成為可能。這一結(jié)論也意味著鼠疫桿菌的起源與傳播比歷史記載的要早得多。
鼠疫的源頭到底是哪兒呢？研究者在瑞典的古墓中發(fā)現(xiàn)了一具20歲女性的尸體，對(duì)其牙齒樣本進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，鼠疫桿菌的存在時(shí)間可能早在4900年前，那時(shí)候的北歐還處于新石器時(shí)代。至于鼠疫桿菌的發(fā)源地這一問(wèn)題，跨國(guó)科研項(xiàng)目組對(duì)目前全球存在的17種鼠疫菌株進(jìn)行基因組測(cè)序后推測(cè)，鼠疫桿菌或許最早起源于中國(guó)或中國(guó)附近，不斷變異后傳播至全球。但隨后一項(xiàng)新研究提出了不同的意見(jiàn)，研究者對(duì)14—17世紀(jì)的10個(gè)墓地中的死者進(jìn)行分析，從他們攜帶的鼠疫桿菌基因組中發(fā)現(xiàn)了來(lái)自俄羅斯伏爾加地區(qū)拉伊舍沃（Laishevo）的菌株，認(rèn)為它是所有導(dǎo)致黑死病的鼠疫桿菌的祖先。
針對(duì)鼠疫桿菌的研究還在繼續(xù)，在現(xiàn)代化的基因分析工具和技術(shù)的幫助下，我們對(duì)鼠疫桿菌等古老細(xì)菌的了解將越來(lái)越深入，這有助于我們還原鼠疫傳播的真相，找出對(duì)抗鼠疫的武器。