結(jié)核病從哪兒來(lái)

何媛媛

數(shù)千年來(lái)，有83 具遺骸一直被埋在敘利亞北部迪加德·阿爾穆格哈拉的一座名為“死亡之屋”的院落土地下。這些人的死亡原因完全出乎考古學(xué)家的意料——其中5 具遺骸有曾患肺結(jié)核的跡象，這說(shuō)明結(jié)核病的出現(xiàn)時(shí)間比考古學(xué)界之前認(rèn)定的人類(lèi)首次患結(jié)核病的時(shí)間早了約2 000 年，這究竟是怎么一回事？

結(jié)核病（通常累及肺部）是折磨人類(lèi)的最致命的傳染病之一，目前每年至少有170 萬(wàn)人死于結(jié)核病。而在迪加德·阿爾穆格哈拉的這一發(fā)現(xiàn)——大約1 萬(wàn)年前死亡的人患過(guò)結(jié)核病，很可能幫助科學(xué)家揭示結(jié)核病源自哪里、如何使人類(lèi)患病以及如何在世界各地傳播等謎題，最終幫助科學(xué)家找到對(duì)抗結(jié)核病的新方法。

人類(lèi)結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌經(jīng)在空氣中傳播而引起的一種慢性傳染病。從17 世紀(jì)到19 世紀(jì)，西方國(guó)家死于結(jié)核病的人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的20%。1882 年，德國(guó)微生物學(xué)家羅伯特·科赫因發(fā)現(xiàn)結(jié)核病原體而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。1921 年，針對(duì)預(yù)防結(jié)核病的卡介苗問(wèn)世，并被廣泛使用。然而，卡介苗在世界上很多地區(qū)的效果并不好，而且出現(xiàn)耐藥性的情況很普遍。截至目前，結(jié)核菌感染了世界上大約四分之一的人口，特別是生活在撒哈拉以南的非洲、東南亞和東歐的人們。雖然被感染者中只有約十分之一最終發(fā)展成結(jié)核疾病（致死率為50%），但結(jié)核菌感染者的總數(shù)量十分龐大，所以結(jié)核病對(duì)全球人類(lèi)健康仍產(chǎn)生巨大的威脅。

截至目前，結(jié)核病致死的人數(shù)比艾滋病和瘧疾加起來(lái)還要多。世界衛(wèi)生組織在上世紀(jì)90 年代初把結(jié)核病定為全球緊急衛(wèi)生狀況，全世界的相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家致力于最晚在2035年研發(fā)出一種能真正有效預(yù)防結(jié)核病的新疫苗。而弄清結(jié)核分枝桿菌的起源，將是研究成功的關(guān)鍵。

在發(fā)現(xiàn)迪加德·阿爾穆格哈拉的考古遺址前，生物學(xué)家們一直認(rèn)為他們已經(jīng)找到了結(jié)核病的來(lái)源——牛分枝桿菌。牛分枝桿菌能感染的物種有很多，包括牛、鹿、山羊、貓狗、豬、老鼠、雞，還有人類(lèi)。

人類(lèi)在開(kāi)始農(nóng)耕生活后逐漸發(fā)展起了畜牧業(yè)。生物學(xué)家推斷，我們的祖先就是因?yàn)轳Z養(yǎng)牛而感染了牛分枝桿菌，也就是說(shuō)，結(jié)核分枝桿菌可能是由牛分枝桿菌變異而來(lái)的。因此，人類(lèi)結(jié)核病被認(rèn)為是在農(nóng)耕時(shí)代才出現(xiàn)的，誕生時(shí)間不早于8 000 年前。一些在其他遠(yuǎn)古人類(lèi)遺骸中發(fā)現(xiàn)的證據(jù)，似乎也映證了這一觀點(diǎn)：歐洲已知的最古老的人類(lèi)結(jié)核病病例可以追溯到大約7 000 年前;古埃及的可以追溯到6 500 年前;中國(guó)的可追溯到約6 000 年前。

然而，在2008 年，一個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)在一種古人類(lèi)——直立人身上發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病例的證據(jù)，徹底推翻了這條時(shí)間線。

根據(jù)當(dāng)時(shí)的檢測(cè)手段，要在古代骸骨和化石中鑒定出結(jié)核病，只能依賴(lài)于識(shí)別遺骸是否存在生理結(jié)構(gòu)上的異常，如脊柱畸形、關(guān)節(jié)僵硬和頭骨內(nèi)部凹陷等。該團(tuán)隊(duì)在土耳其科卡巴斯出土的一塊直立人的部分頭骨上發(fā)現(xiàn)了凹陷，而該頭骨可追溯到大約50 萬(wàn)年前。這一發(fā)現(xiàn)讓一些專(zhuān)家信服，但也有專(zhuān)家認(rèn)為通過(guò)骨頭診斷結(jié)核病的技術(shù)并不可靠。鑒于該發(fā)現(xiàn)太過(guò)震撼，大多數(shù)人還是對(duì)它持懷疑態(tài)度。

幸運(yùn)的是，遺傳學(xué)的進(jìn)步帶動(dòng)了古病理學(xué)的研究，在古代疾病的研究方面出現(xiàn)了一種新的方式，即通過(guò)比較古代DNA 和現(xiàn)代DNA 來(lái)重筑結(jié)核病原體的進(jìn)化之路。2002 年，巴黎巴斯德研究所的一項(xiàng)研究得出結(jié)論：結(jié)核分枝桿菌的起源比牛結(jié)核菌早，或者說(shuō)，結(jié)核分枝桿菌在人類(lèi)馴化牛之前就已經(jīng)出現(xiàn)在人類(lèi)身上了。此后，研究人員分析了共計(jì)259 株結(jié)核分枝桿菌的整個(gè)基因組，最終得出結(jié)果：結(jié)核分枝桿菌最早出現(xiàn)在大約7 萬(wàn)年前?，F(xiàn)在，所有的證據(jù)都表明，人類(lèi)感染結(jié)核病比人類(lèi)馴化牛要早得多。因此，考古科學(xué)家把找到結(jié)核病起源的希望寄托在人類(lèi)遺骸化石上，迪加德·阿爾穆格哈拉的發(fā)現(xiàn)具有重大意義。

迪加德·阿爾穆格哈拉位于幼發(fā)拉底河西岸，大約1.13 萬(wàn)年前，有人類(lèi)開(kāi)始在那里定居并從事原始農(nóng)業(yè)。約8 000 年前，當(dāng)?shù)厝碎_(kāi)始馴養(yǎng)原牛（現(xiàn)已滅絕）。

前不久，迪加德·阿爾穆格哈拉出土了130 具古人類(lèi)遺骸，包括埋在“死亡之屋”下面的83 具人類(lèi)遺骸?？脊艑W(xué)家仔細(xì)檢查了這些可追溯到8 000 ～10 000 年前的遺骸，發(fā)現(xiàn)其中的10 具（包含死亡之屋中5 具）遺骸有生前患過(guò)肺結(jié)核的跡象。其中7 人活在從原始農(nóng)業(yè)發(fā)展出牲畜馴化的過(guò)渡時(shí)期。這些遺骸中最古老的一具屬于一個(gè)于1 歲左右死亡的嬰兒。在敘利亞的另一處，在一個(gè)名為泰爾阿斯瓦德的史前新石器時(shí)代遺址出土了另一具生前曾患過(guò)肺結(jié)核的骸骨（可追溯到7 600～8 200 年前）。此外，在以色列境內(nèi)出土的一位母親和她兒子的遺?。勺匪莸? 000 年前）上，也留有肺結(jié)核的物理學(xué)和遺傳學(xué)證據(jù)。

物理結(jié)合基因的雙重證據(jù)足以令人信服：人類(lèi)并不是從牛身上感染結(jié)核菌的，而是被結(jié)核分枝桿菌直接感染的。科學(xué)家們之所以現(xiàn)在才認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，是因?yàn)橹挥?%的肺結(jié)核患者在未經(jīng)治療的情況下會(huì)發(fā)展出相關(guān)的骨骼損傷，而已發(fā)掘的人類(lèi)遺骸數(shù)量有限，在沒(méi)有現(xiàn)代基因技術(shù)的條件下，此前考古研究誤把“沒(méi)有找到史前人類(lèi)結(jié)核病病例”判斷為“不存在這類(lèi)病例”。

現(xiàn)在，考古學(xué)界普遍認(rèn)為結(jié)核病起源于非洲早期的直立人，并隨著智人向世界各地遷徙而變異出不同的亞種。隨著結(jié)核分枝桿菌與人類(lèi)共同進(jìn)化，大約6.7 萬(wàn)年前，結(jié)核分枝桿菌新的譜系開(kāi)始出現(xiàn)。時(shí)至今日，已發(fā)現(xiàn)共計(jì)7 種譜系的分枝桿菌，每一種都在特定的地理位置活躍。其中最古老的譜系5 和譜系6表明人類(lèi)結(jié)核病很可能起源于非洲東部或西部。而且，這些微生物的數(shù)量在人類(lèi)開(kāi)啟農(nóng)耕時(shí)代后才開(kāi)始激增，同時(shí)激增的原因不是因?yàn)榕０阉鼈儌鹘o了人類(lèi)，而是由于農(nóng)業(yè)使人口規(guī)模和密度的大幅增加。

在全球范圍內(nèi)，結(jié)核病因其遺傳多樣性而成為一種難以控制的疾病。隨著分枝桿菌與人類(lèi)共同進(jìn)化，不同宿主種群中的結(jié)核桿菌有不同的形態(tài)，這也是卡介苗在某些地區(qū)無(wú)效的原因。因此，深入了解這種古老微生物敵人的真正起源，分析其變異是如何影響其傳染性和傳播路徑的，對(duì)世衛(wèi)組織成功研發(fā)出新疫苗而言十分重要。