
两个世纪的停顿:一种病毒在肆虐美洲时停止了变异
美洲迄今发现的首批古代天花基因组,来自智利北部在疫情中下葬的两个人,而这场疫情在任何书面记载中都未曾被提及。这些基因组的意义不止于证实欧洲殖民将病毒带过大西洋。它们捕捉到了天花病毒在其自身进化中的一个奇特时刻:在殖民疫情高峰期间,大约两个世纪的时间里,病毒的基因变化速率放缓了数倍,随后又出现加速,与疫苗接种的推广同步。该研究发表于《科学》杂志,证明病原体的进化受人类人口结构影响之深,不亚于受其自身生物学特性的影响。 历史学家很早就掌握了大致脉络。天花于1518年抵达加勒比地区,1520年抵达墨西哥,1525年抵达印加帝国北部边疆。在智利,1561年的疫情通常被视为该病首次得到确认的传入。此后病毒一波接一波地复发,据估计在美洲各地造成300万至400万人死亡,可能还不止于此,其中大多数是从未接触过该病的土著居民。但书面记载几乎全部出自殖民者之手,因而带有偏差:它们记录的是殖民官员看到的情况,未必是土著社区内部实际发生的事情。几十年来,这一直是一个令人困扰的空白。研究人员已从美洲殖民时期墓葬中提取出肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)、细小病毒、乙型肝炎和雅司病的古代基因组,却从未获得过天花基因组,分子证据的缺失让人们私下怀疑,历史学家为大疫情锁定的元凶是否正确。 这项新研究通过两名自然木乃伊化的个体填补了这一空白。二人出土于智利最北端阿里卡附近的Camarones 9墓地,该遗址与印加势力圈及早期欧洲影响有关。研究团队由都柏林圣三一学院博士生Bruno Romero González牵头,成员包括智利大学和塔拉帕卡大学(Universidad de Tarapacá)的研究人员,他们对13份骨骼样本进行了古代病原体筛查。其中两份检出天花病毒阳性:一名死亡时年龄在30至35岁之间的成年女性,以及一名18至20岁的年轻男性,两人均通过股骨残片鉴定。两个基因组分别以84.851倍和3.206倍的平均覆盖率获得重建,相似度达99.912%,这是两人死于同一场疫情、感染同一流行毒株的有力证据。 木乃伊本身也证实了死者的身份。他们的线粒体DNA属于A2和B2单倍群,两者都是如今遍布美洲大陆的泛美谱系,统计检验未发现可检测到的欧洲血统。换言之,疫情是在土著居民中局部传播的,而不仅仅发生在新到的殖民者之间。研究人员对其中一名个体的毛发进行了放射性碳测年,用沿海饮食中海洋成分的校正因子加以校准,再结合病毒基因组自身的分子钟估算,将两人的死亡时间定在1492年至1631年之间,正处于殖民初期。研究人员将这一现已灭绝的谱系(他们称之为CAM9)的分化时间追溯到约1296年,在进化位置上介于中世纪早期的欧洲毒株与衍生出17至20世纪天花的谱系之间。病毒随殖民而来,与其亲缘关系最近的毒株来自欧洲。 这一发现部分得益于保存条件上的偶然。骨骼样本是20世纪90年代为研究人类祖先而采集的,并非为了寻找病原体,其中的人类DNA已严重降解,而病毒DNA的保存情况要好得多。这种偶然还牵涉到该遗址一个长期未解的谜团:部分Camarones木乃伊身上直径1至5毫米、集中于躯干的皮肤损伤,此前一直归因于慢性砷暴露,砷在该地区的水源和土壤中天然存在。作者认为,其中一些损伤可能实为天花脓疱,也就是说,这个社区同时经历了这两种暴露。 更深层的意外在于病毒的进化节律。在整个天花病毒家族树上,宿主特化是通过基因失活来实现的:对于只在人类体内生存的病毒而言,变得可有可无的基因会不断累积失活突变,作者统计出早期分支上大约每世纪1至2次这类事件。这一节律在CAM9谱系中一直保持到16世纪中叶至17世纪初。此后约两个世纪,即从16世纪末到18世纪末,变化的速度骤然坍塌。与其他分支相比,同义替换(分子钟中性的节拍)下降了3.1至3.8倍,而改变蛋白质的突变下降幅度较小,两者的比值随之上升。16世纪中叶至17世纪初之后,再也没有新的基因失活事件固定下来。作者将此解释为进化停滞:该病毒已与人类宿主建立起高度优化的关系,在数百万没有既往免疫力的人群中传播得如此成功,以至于几乎不存在变化的压力。19世纪疫苗接种开始推广后,人群免疫力上升,替换速率随之回升。 这一解释存在争议。未参与这项研究的麦克马斯特大学进化遗传学家Hendrik Poinar认为,病毒并不会真正停止进化,它们会不断调整以适应宿主的防御机制。他提出,智利毒株的毒力可能反而低于后来的天花,并指出即便是相对温和的病毒,对从未接触过该病的人群也会造成极其严重的冲击。无论如何,这些木乃伊记录下了档案所无法记录的内容:一场疫情在印加势力圈内的一个土著社区中蔓延,远离殖民编年史所描述的种种疫情,没有留下任何文字痕迹。 这一发现还提出了一个问题:天花为何如此之早就抵达了智利最北端。研究人员指出,CAM9谱系确切的地理起源无从推断,也无法排除所有20世纪毒株的共同祖先在同一时期跨越大西洋的可能性。传播可能沿用了远在欧洲人到来之前就已存在的土著贸易网络,这条路径在殖民记录中无从得见。对于现代传染病研究而言,这项研究提醒人们,人口流动、免疫力与公共卫生措施本身就是进化力量,它们之于流感、COVID-19和猴痘的意义,与之于当年在美洲夺走数百万人生命的病毒一样重要。两个在无人留下文字记录的疫情中被埋葬的木乃伊,最终被发现携带着答案。 参考文献 Bruno Romero González et al., The genomic identity of early smallpox in South America. Science 393, 504-508 (2026). DOI: 10.1126/science.aee6957. Lizzie Wade, Ancient DNA confirms historical accounts of how smallpox got to the Americas. Science, 30 July 2026. Trinity […]










