文 / 寒波
疟疾（malaria）是当今世上常见的传染病，根据美国疾病控制与预防中心（Centers of Disease Control and Prevention）的统计，全世界在 2015 年，共有 2.14 亿人感染疟疾，造成 43.8 万人死亡，其中大部分是未满 5 岁的儿童。
疟疾肆虐的罗马帝国
疟疾早在罗马帝国时已经存在，那时的文献留下不少相关记载，例如以“希波克拉底誓词”闻名的医师希波克拉底（Hippocrates）、医学家盖伦（Galen）和凯尔苏斯（Celsus）等人的著作中都描述过；另外考古学家也发现过当时的遗骸，生前有感染疟疾的迹象 [1]。
引发疟疾的病原是疟原虫（Plasmodium），如今大多数病例是由恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）导致，然而其他种类的疟原虫，亦即三日疟原虫（Plasmodium malariae）、间日疟原虫（Plasmodium vivax）和卵形疟原虫（Plasmodium ovale），也都可能造成疟疾。只凭古代的文字与遗骸都没办法厘清，究竟是哪种病原虫曾感染过古罗马人。
古代遗传学研究传染病
研究古代传染病时，古代 DNA 已经被证实是威力强大的利器。近年取样与分析方法的进步，让科学家可以直接由遗骸中，取得当时病原体的遗传物质，如此第一手的古代疾病讯息，将大幅增进我们对疾病的认识。
鼠疫杆菌（Yersinia pestis）是相当成功的例子。来自各地遗骸的 DNA，证实鼠疫杆菌曾在 1500 年前肆虐拜占庭帝国，造成查士丁尼瘟疫；甚至远在欠缺历史记载的青铜时代早期，5000 年前就已经感染欧亚大陆西方的人类[2]。它也是导致中世纪黑死病的元凶，最近遗传学家获得大批来自黑死病牺牲者的样本，也愈来愈了解这位杀人魔王的演化与传播历史，相关研究还在如火如荼进行。
胃幽门螺旋杆菌（Helicobacter pylori）是另一个难能可贵的案例。这种以人体为家的细菌只居住在消化道，在尸体正常腐朽以后，本来应该毫无机会保留下来；然而科学家却幸运地从阿尔卑斯山上，被冰封的天然木乃伊－冰人奥茨（Iceman Ötzi）身上，成功取得他距今 5300 年之久，胃幽门螺旋杆菌的整套基因组，还借此修正了之前对人类迁徙过程的假说 [3]。
以古代 DNA 侦测历史疑云中的疟疾
以上案例清楚地表示要认识历史疾病，保留在遗骸中的病原体 DNA 价值非凡。
疟疾研究方面，曾有多篇论文表示，在古埃及木乃伊中找到疟原虫的踪影，而且是最凶残的恶性疟原虫 [4]。论文使用的实验方法包括，用 PCR 直接寻找属于疟原虫的特定基因 [5]，或是由次世代基因定序（NGS）一网打尽的 DNA 片段中，再筛选出源于疟原虫的遗传讯息 [6]。
已知侦测到疟原虫 DNA 的样本中，最老的来自新王国时期，也就是距今 3500 年之后，更早以前的还没有发现过。生前得过疟疾的木乃伊中，最知名的正是生活在约 3300 年前，鼎鼎大名的埃及法老－图坦卡门 [7]！
古代疟疾研究，不只古埃及。也曾有论文报告，在意大利中部的温布利亚（Umbria），于罗马帝国结束后，西元 5 世纪时的一位婴儿身上，用 PCR 检验出疟原虫的存在 [8]。但要等到最近新发表的论文，才首度取得更早以前，罗马帝国时的新资讯 [9]。
人体血液中的恶性疟原虫环状体和配子母细胞，来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Malaria
2000 年前的罗马疟原虫
此次新研究由年代介于西元 1 到 3 世纪，位于意大利南部的 3 个地点，取得共 58 位成人及 10 位儿童的臼齿样本，试图从牙髓中抽取 DNA，进行次世代定序。如此得到的 DNA 讯息，会是样本中存在的所有 DNA，都包括在内的“总体基因组（metagenome）”，假如牙齿中仍有疟原虫 DNA，就会被一起定序出来。
在这样的材料中寻找疟原虫并不容易。除了样本高龄 2000 岁，DNA 多半早已年久损坏外，另一困难在于人体中的疟原虫，正常状况下应该会在血管与器官这类软组织活动，不太有机会在牙齿出现，就算存在，也应当十分微量。所幸研究者最终克服万难，仍在其中 2 人的总体基因组中，侦测到疟原虫的踪影。
曾罹患疟疾的两具成人遗骸中，一位来自身处内陆，瓦纳立（Vagnari）的劳动者墓地；另一位源于位于海岸，作为港口与贸易中心的韦利亚（Velia）；而另一个海岸遗址 Isola Sacra 则没有发现。这证实身为罗马帝国核心地带的意大利南部，海岸与内陆地区，在帝国时期时都确实有过疟疾出没。
侦测到的疟原虫 DNA 非常非常稀少，2 个人加起来一共只有 120 段 DNA 序列（reads），符合粒线体 DNA 的特征（疟原虫是有粒线体的真核生物，跟细菌不一样）。疟原虫粒线体一共有 5967 个碱基对长，把 DNA 片段拼装起来，一共能复原 3033 个碱基对，约占全部的 50.8%。
将 53 个疟原虫的近亲品系们，摆在一起制作亲缘关系树，结果显示古罗马疟原虫跟其余 19 个恶性疟原虫样本，都被归类到同一个分枝，证实曾寄居在 2 位古罗马人身上的，也属于最凶恶的恶性疟原虫。可惜的是，由于复原的序列过于残缺，没办法估计演化上的分家年代。
这项研究靠着古代 DNA，确认古罗马人曾经感染疟原虫，证明古代文献确实可信，疟疾真的存在于 2000 年前的意大利。然而光凭两地已知的 2 个病例，并不足以判断疟疾在罗马帝国的分布与肆虐状况，更详细的疾病历史，仍有待更多研究方能知晓。
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参考文献：
1. Researchers find overwhelming evidence of malaria’s existence 2,000 years ago
2. 鼠疫杆菌：伴随人类 5000 年的死神
3. 反映古早人迁徙的胃幽门螺旋杆菌
4. Sandle, T. (2013). Pharaohs and Mummies: Diseases of Ancient Egypt and Modern Approaches. Journal of Ancient Diseases & Preventive Remedies, 2013.
5. Nerlich, A. G., Schraut, B., Dittrich, S., Jelinek, T., & Zink, A. R. (2008). Plasmodium falciparum in ancient Egypt. Emerging infectious diseases, 14(8), 1317.
6. Khairat, R., Ball, M., Chang, C. C. H., Bianucci, R., Nerlich, A. G., Trautmann, M., … & Pusch, C. M. (2013). First insights into the metagenome of Egyptian mummies using next-generation sequencing. Journal of applied genetics, 54(3), 309-325.
7. Hawass, Z., Gad, Y. Z., Ismail, S., Khairat, R., Fathalla, D., Hasan, N., … & Wasef, S. (2010). Ancestry and pathology in King Tutankhamun’s family. Jama, 303(7), 638-647.
8. Sallares, R., & Gomzi, S. (2001). Biomolecular archaeology of malaria. Ancient Biomolecules, 3(3), 195-213.
9. Marciniak, S., Prowse, T. L., Herring, A., Klunk, J., Kuch, M., Duggan, A. T., Bondioli, L., Holmes, E., Poinar, H. N. (2016) Plasmodium falciparum malaria in 1st–2nd century CE southern Italy. Current Biology, 26(23), R1220-R1222.
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