天花病毒的研究论文

在人类历史上，天花病毒可谓是非常特别的存在了，它留下了惊人的死亡数字。最早有纪录的天花发作是在古埃及。公元前1156年去世的埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上就有被疑为是天花皮疹的迹象。

天花是一种烈性传染病，因为现在的医疗水平提高，人人都会接种疫苗，科技不断的进步，对疾病的研究也更加透彻。

人类与传染病奋战的公卫史上，天花的戏剧性数一数二。 英国医师爱德华．詹纳（Edward Jenner）在 18 世纪末发明牛痘 ，也让人类认识了一种有效预防疾病的方式。尽管如此，天花在 20 世纪仍然夺走 300 到 500 万人的性命。

尔后全人类团结一致对抗天花，不可思议地成功了！ 世界卫生组织在公元 1980 年宣布野生的天花绝迹──那一年谭德塞 15 岁，WHO 达成最伟大的成就之一。

天花是人类古老的传染病，如埃及法老拉美西斯五世，公元前 1154 年可能就是亡于天花。但是其他疾病也会产生类似天花的症状，使得古代疑似天花的病例难以判断。

近来由遗骸中取得 DNA 的研究大行其道，不少研究者也借此探讨古代的微生物。最近发表的论文报告，在欧洲北部 7 到 11 世纪（涵盖维京时期），11 人的遗骸中发现天花病毒，表示至少在那个时候已经有人感染天花。1, 2, 3

天花病毒（variola virus，缩写为 VARV）是 DNA 病毒。新发表的论文由年代介于距今 150 到 36000 年前，欧亚大陆和美洲的 1867 个古代样本中搜寻天花，结果在 26 个样本中侦测到天花病毒的碎片。

进一步分析，这 26 个样本中有 13 人的结果比较可靠，从中取得比较大量的病毒 DNA 片段。出土于俄罗斯西部的 2 人年代为 19 世纪；其他  11 人年代介于公元 603 到 1050 年，分别位于北欧、不列颠、俄罗斯西部 ，从中拼凑出 4 个完整的基因组，平均覆盖率介于 到 。

介绍这次发现时，包括论文和一些新闻，都写说得知「维京时期（Viking Age）」的天花。肯定曾有维京人感染天花，不过严格来说，维京时期在公元 793 年才正式开始；年代在此之前的样本，都早于维京时期。

天花是正痘病毒（Orthopoxvirus）旗下一员。将已知的天花及其近亲，如牛痘病毒（vaccinia virus）、骆驼痘病毒（camelpox virus）共 84 个样本摆在一起，建构出的演化树显示：这回找到的所有古代天花自成一群，与现代天花的 共同祖先能追溯到 1700 年前左右 。

之前有论文报告，在 300 多年前的立陶宛样本中发现天花（VD21），和现代病毒的共同祖先约为 400 多年前，因而质疑天花的历史是否真的那么悠久，更早以前，如埃及法老等疑似天花的记载或遗骸病理研究，是否为其他疾病所致。新发表的论文则证实，年代更早的天花的确存在，只是其演化支系在某个时候失传了。4

不只天花，之前一系列鼠疫杆菌，以及麻疹的古代DNA 研究，都发现 年代愈接近现代，病原体的遗传多样性也丧失愈多。取得年代愈早的样本，估计病原体的起源时间也会愈早。 光凭数量有限的样本，不足以一口咬定起源时间。

天花一类的正痘病毒们，可以感染不同宿主，引起轻重有别的症状。有些病毒宿主范围较宽，能感染多种对象，杀伤力却多半不强。宿主种类较少，感染范围较窄的病毒，通常威力也比较强；有意思的是，这群病毒一般也会少掉一些基因。

正痘病毒战队的杀伤力是减法，时常是基因变少，杀伤力变强。（正相关，但是不见得有因果关系）

过往研究指出， 正痘病毒们有 200 多个基因和致病密切相关。 交叉比对不同种正痘病毒， 感染牛的病毒 cowpox（和用于牛痘接种的那款不同）有 209 个基因， 是近亲中数量最多的。它可能最接近众多正痘病毒尚未分家以前，共同祖先时期原本的状态 ，后来分家为不同病毒，面对各异的宿主后，旗下成员们才各自失去不同基因。

详细分析古代和现代的天花样本，可以发现它们各自失去不同的基因。算总数的话，现代天花的基因数量比古代同类更少；不过也有些古代天花少掉的基因，在现代同类中仍然存在。总之状况非常复杂。

整体看来， 基因丧失与年代呈线性关系，愈接近现代，天花有愈多基因丧失 。假如基因减少的速度和最近 1000 年一致，那么估计在 4000 年前，天花的基因状态类似 cowpox，不过这样估计的误差很大就是了。

这项发现引发一个问题：古时候的天花，是我们所认识的那个天花吗？

我们知道的天花，确诊死亡率约有 30%，即使没死也可能有后遗症，算是杀伤力强大的传染病 。感染过天花的几位 7 到 11 世纪古人，由出土状况无法判断是否因天花去世。然而一度存在他们体内，后来某个时刻失传的病毒， 由遗传组成看来，杀伤力似乎不如现代天花。

假如天花在比较早期的杀伤力不如后世，它们是在什么时候变得更致命？这个问题很有意思。 一般来说，传染病如果杀伤力太强，反而不利传播 ，像是今年横行世界的 SARS二世冠状病毒（SARS-CoV-2），靠著杀伤弱、传播强，使得它的疫情远远胜过杀伤强、传播弱的 SARS 和 MERS 两位前辈。

奇妙的是，如果这回研究的古代天花杀伤力真的较弱，那么就是较不致命的古代天花灭绝了，更加凶险的现代天花却广传世界。

杀伤力更强的现代天花，传染能力也胜过古代同类吗？被欧洲人带到美洲，横扫美洲原住民的天花又是什么款式？研究传染病演化，这些是非常值得深究的问题。

根据已知资讯，仍不足以得知天花的起源地点与年代。不过可以肯定至少在公元 603 年，欧洲北部已经有人感染天花；所以天花 起源自欧亚大陆或非洲某处的时间点，必定更早于 1400 年前。

有些当时的历史文献记载，欧洲南部有人感染天花。假如历史记载属实，意谓当时欧洲各地都有天花存在，而且缺乏文字记录的北部也不例外。不过目前各方面的资讯非常有限，无法评估当时有多流行。

这次调查没有在年代更早，也没有在欧洲北部以外发现感染天花的人，不等于那些时空中没有人得到天花。 不是所有天花感染者的遗骸，都能顺利取得天花病毒的 DNA；也可能古代感染人数太少，所以留下记录的机率太低。

天花绝迹，标志着人类在征服病魔过程中又迈出了新的一步。天花是一种由天花病毒所引起的烈性传染病。正常人一旦接触患者，几乎无不受到感染。即使侥幸不死，也免不了在脸上长满麻点，样子很难看。

在人类文明史上，曾记录过多次天花大流行的悲惨情景。公元846年，在入侵法国的诺曼人中间，突然天花流行，诺曼人的首领只好下令，将所有的病人和看护者统统杀掉。这种可怕的手段，是当时惟一可以扑灭天花的措施。在中国，天花大约是公元2世纪从南方传入的，此后，就由南向北蔓延。清代道光年间，福建等地流行天花，当时的医疗技术根本无法治愈这种疾病，为了避免天花的传染，人们只能祈求神灵的保佑。

最终将人类从天花的阴影中拯救出来的，是一位英国的乡村医生爱德华·琴纳。

1796年5月14日，琴纳从一名正在患牛痘的挤奶女工身上的脓疱里，取出少许脓液，注射到一名8岁小男孩的左臂内，结果这个注射部位出现了牛痘，结了痂，留下疤痕。六周后，琴纳在这个小男孩的右臂内接种了天花病人的脓疱液，这个男孩却没有患天花。这充分证明，接种牛痘后，确实可以起到预防天花的作用。1798年，琴纳根据他的研究成果，写了一篇题为《接种牛痘的理由和效果探讨》的论文，对这一医学上的重大发现作了理论概括。

琴纳的伟大发现，给人类最终战胜天花带来了无比美妙的前景。19世纪末，以巴斯德、郭霍、贝林为代表的一批人类健康的“守护神”，通过坚持不懈的刻苦钻研，一步一步地揭开了人体免疫的神秘面纱，把一个个给人类健康带来福音的疫苗制造出来。

由于在人群中大规模地进行牛痘疫苗的接种工作，到了20世纪60年代，世界上大多数国家都已经不再有天花发生。例如，新中国成立后，在全国范围内进行了牛痘疫苗的全民普及接种，到了1967年，天花在我国大陆已经绝迹。也就在这—年，世界卫生组织正式向天花发出了最后的“攻击令”，号召各国政府采取有效措施，彻底消灭天花。经过12年的共同努力，人类终于战胜了天花这个“瘟神”。

当时，世界卫生组织还向全球发出过一则悬赏，许诺对今后首次辨别出天花的人，给予1000美元的奖励。所幸的是，至今还没有一个人能领到这份赏金。