来自爱尔兰、中国、法国、德国和美国的科学家们组成的一个国际研究小组利用DNA指纹分析技术对曾在世界范围内流行的鼠疫又称“黑死病”进行了溯源,并发现了与鼠疫有关的鼠疫耶氏菌,研究结果即将发表在《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。
美国北桑利亚那大学(NAU)微生物遗传学和基因组学中心主管以及翻译基因组学研究院(the Translational Genomics Research institute)部门主管Keim说:“虽然目前鼠疫对人类的威胁要远远低于中世纪这些历史时期,当前的鼠疫研究仍适用于世界各地面临的健康威胁。”
研究人员利用DNA指纹分析技术对自然和利用细菌作为生物武器诱发的流行性鼠疫进行了特征分析。
“这项工作还为我们提供了控制流行性疾病例如沙门氏菌、大肠杆菌和流感等的模型,”Keim说:“鼠疫是通过人类商业往来而在全球范围传播开来的,这与当今流感和经食物传播的疾病非常相似。流行病学家们可通过重塑这一毁灭性的疾病获得有用的信息用于预防或控制未来传染性疾病的爆发。”
对全球蔓延的鼠疫进行追踪要求科学家们必须首先对尽可能多的菌株突变进行检测。但由于活细菌潜在的危险,科学家们不容易跨越国界获得各种菌株。为了使这项研究得以展开,研究小组设计了一个创新的研究策略。针对目前全球存在17种鼠疫菌株,世界各地的科学家们被安排分别承担一个或几个菌株的全基因组测序,然后通过计算机将所有的研究数据进行汇总。研究小组在对其中一个分布最广泛的鼠疫菌群进行数据汇总时发现了数百个基因变异位点。进而研究人员利用这些数据重建了全球鼠疫传播的路线,计算了不同爆发时期,通过与历史记录的描述相结合研究人员更好地了解了当前存在的鼠疫。
根据研究的结果研究人员提出鼠疫病原体最早起源于中国或附近地区,通过多次进化和演变引起了全球大流行。该国际小组还鉴定了一个国家特异性鼠疫谱系鼠疫耶氏菌独特的突变。研究人员发现早在15世纪鼠疫就通过几条历史贸易路线进行了传播。郑和的环球旅行有可能将鼠疫从中国带到了中非。根据马可波罗的记载,通过丝绸之路,鼠疫从中国传播到西亚,进而传播到了欧洲。而历史上最近一次爆发于19世纪晚期的全球性鼠疫菌株至今存在于美国西部的野生型啮齿动物中。
“19世纪完全鼠疫在美国出现,到了20世纪通过感染的船运大鼠传播到多个港口城市,”美国北桑利亚那大学生物学科助理教授Wagner说:“基于比对检测到的DNA变异,我们确定传染美国的鼠疫菌株起源于亚洲,并有可能最早是经夏威夷到达了加利福尼亚。”
虽然鼠疫大流行已经是过去的事情,但这种疾病目前还未完全消失。细菌仍存在在世界各地的动物种群中,并曾在非洲和马达加斯加岛重新出现。
“新研究带给我们兴奋的感觉,使我们重新回到过去,”世界卫生组织巴黎巴斯德研究所叶尔森菌共同研究中心及国家参考实验室负责人Elisabeth Carniel说:“然而我们并没有仅仅停留在回顾过去,我们正在对过去几十年沉默然而现在又开始再度出现鼠疫的国家进行观察。鼠疫并未绝迹,它可有可能随时再次出现。”
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