瘧疾是世界上最致命的傳染病之一，由幾種單細胞寄生蟲引起，透過受感染的瘧蚊叮咬傳播。世界衛生組織估計，瘧疾每年造成近2.5 億人感染，60 多萬人死亡。除了對現代的影響，瘧疾也對人類演化史產生了重大影響。

第一作者、馬克斯-普朗克-哈佛大學古地中海考古科學研究中心博士研究員梅根-米歇爾說：”雖然瘧疾在今天主要是一種熱帶疾病，但就在一個世紀以前，病原體的傳播範圍涵蓋了世界一半的陸地表面，包括美國北部、加拿大南部、斯堪的納維亞半島和西伯利亞的部分地區。的基因變異被認為在人類群體中持續存在，因為它們賦予了人類對瘧疾感染的部分抵抗力”。

尼泊爾上穆斯坦地區隨處可見古墓。圖片來源：Christina Warinner

揭開瘧疾起源之謎

兩種最致命的瘧疾寄生蟲–惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲–的起源和傳播仍然是個謎。瘧疾感染在人類骨骼遺骸中沒有留下明顯的痕跡，歷史文獻中的少量記載也難以解讀。然而，古DNA 領域的最新進展顯示，人類牙齒可以保留人死時血液中病原體的痕跡，這為研究考古記錄中通常看不到的疾病提供了機會。

為了探索瘧疾的神秘歷史，一個由來自80 個機構的研究人員組成的國際團隊重建了36 個瘧疾感染者的古瘧原蟲全基因組數據，這些數據跨越了五大洲5500 年的人類歷史。這些古代瘧疾病例為重建瘧疾在全球、地區甚至個人範圍內的傳播及其歷史影響提供了前所未有的機會。

尼泊爾上穆斯坦地區的商人和旅人。圖片來源：Christina Warinner

瘧疾前往美洲之路

瘧疾是當今美洲熱帶地區的地方病，科學家們長期以來一直在爭論一種適應溫帶氣候的瘧疾物種–間日瘧原蟲（P. vivax）–是否可能是隨著美洲大陸的人口遷徙經白令海峽到達美洲大陸的，或是在歐洲殖民化之後到達美洲大陸的。

為了追蹤寄生蟲進入美洲的過程，研究小組分析了來自Laguna de los Cóndores（秘魯安第斯山脈東部偏遠雲霧林中的一個高海拔地區）瘧疾感染者的古老DNA。基因組分析顯示，Laguna de los Cóndores的間日瘧原蟲菌株與古代歐洲間日瘧原蟲菌株非常相似，這有力地表明，歐洲殖民者在與美洲接觸後的一個多世紀內將這一物種傳播到了美洲。

“包括瘧疾在內的傳染病在戰爭、奴役和人口遷移的影響下愈演愈烈，在殖民時期對美洲原住民造成了嚴重破壞，有些地方的死亡率高達90%，”共同作者、赫爾辛基大學和MPI- EVA 的博士後研究員伊夫林-格瓦拉（Evelyn Guevara）說。

值得注意的是，研究團隊還發現了Laguna de los Cóndores 菌株與400 至500 年後現代秘魯間日瘧原蟲族群之間的遺傳連結。 “除了顯示瘧疾迅速傳播到今天相對偏遠的地區之外，我們的數據還表明，病原體在那裡繁衍生息，建立了一個地方病病灶，並產生了今天仍在感染秘魯人的寄生蟲，”合著者、 MPI-EVA 和MHAAM 的博士後研究員Eirini Skourtanioti 說。

尼泊爾上穆斯坦地區。圖片來源：Christina Warinner

軍事行動與瘧疾在歐洲的傳播

殖民主義在瘧疾傳播中的作用在美洲顯而易見，而在大西洋的另一端，研究小組發現了影響瘧疾區域傳播的軍事活動。比利時梅赫倫聖隆布特哥德式大教堂的墓地毗鄰近代早期歐洲第一所永久性軍事醫院（西元1567-1715 年）。

透過古人類和病原體DNA，在軍事醫院建成前埋葬的普通人群中發現了當地的間日瘧病例，而在醫院建成後埋葬的人群中則發現了毒性更強的惡性瘧原蟲瘧疾病例。

“最有趣的是，我們觀察到更多的瘧疾病例發生在軍隊醫院時期的非本地男性身上，”合著者、MPI-EVA 的博士後研究員Federica Pierini 解釋說。 “我們還發現了幾例感染惡性瘧原蟲的病例，惡性瘧原蟲在被根除之前曾在地中海氣候條件下肆虐，但在此期間阿爾卑斯山以北並沒有流行。”

這些致命病例出現在非本地男性身上，他們來自不同的地中海血統，很可能是在80 年戰爭期間從義大利北部、西班牙和其他地中海地區徵召的士兵，參加了哈斯堡的佛蘭德斯軍隊。

MPI-EVA計算病原組學組長亞歷山大-赫比格解釋說：”我們發現，在此期間，大規模的部隊調動在瘧疾傳播中發揮了重要作用，這與今天歐洲溫帶地區所謂的機場瘧疾例類似。的瘧疾感染情況與500 年前截然不同，但我們在人類流動性影響瘧疾風險的方式上看到了相似之處。

藝術家重建了CHO001 的生活，CHO001 是本研究中分析的長途商人，他患有瘧疾，被埋葬在尼泊爾Chokhopani 遺址，時間約為公元前800 年。前景描繪的是藍毘尼省的農田，直到21 世紀，該低地地區一直流行瘧疾，卡利甘達基河橫越。卡利甘達基河的河道長期以來一直是尼泊爾的古老貿易路線。 Chokhopani 位於右上方，坐落在發現CHO001 陵墓的懸崖峭壁之間。畫作的中間部分描繪了CHO001 與家人一起攜帶貿易物品，沿著崎嶇的小路向科拉拉山口進發。他被火包圍著，象徵他在低海拔地區感染惡性瘧原蟲後經歷的周期性瘧疾發燒。圖片來源：Purna Lama，尼泊爾加德滿都布達佛塔感恩中心

高海拔地區瘧疾的意外發現

在世界的另一端，研究小組出人意料地在喜馬拉雅山高山上的Chokhopani 遺址（約公元前800 年）發現了已知最早的惡性瘧原蟲瘧疾病例，該遺址位於尼泊爾Mustang 地區的Kali Gandaki 河谷沿岸。該遺址海拔2800 米，遠遠超出了瘧原蟲和按蚊的棲息地範圍。

合著者、哈佛大學人類學副教授兼MPI-EVA 小組組長克里斯蒂娜-沃納（Christina Warinner）說：”喬科帕尼周圍地區寒冷而乾燥。寄生蟲和能夠傳播瘧疾的蚊子都無法在這種海拔高度生存。

人類基因分析表明，受感染者是當地男性，其基因適應高海拔地區的生活。然而，喬科帕尼和附近其他遺址的考古證據表明，這些喜馬拉雅人積極參與遠距離貿易。

合著者之一、加州大學默塞德分校榮譽特聘教授馬克-阿爾登德費爾（Mark Aldenderfer）說：”今天，我們認為這些地區地處偏遠，交通不便，但事實上，卡利甘達基河谷是一條橫跨喜馬拉雅山的高速公路，連接著青藏高原上的人們和印度次大陸。一部分，而且你不必走很遠就能到達尼泊爾和印度德賴平原地勢低窪、排水不暢的地區，那裡如今是瘧疾的流行區”。

研究小組認為，這個人很可能去了一個低海拔的瘧疾流行地區，可能是為了貿易或其他目的，然後返回或被帶回喬科帕尼，後來被埋葬在那裡。古DNA揭示的細節為瘧疾等傳染病在過去的無數種傳播方式提供了線索，這些傳播方式導致了我們現在的疾病狀況。

當今瘧疾的持續挑戰

如今，人類與瘧疾的關係正處於十字路口。由於滅蚊技術的進步和協調一致的公共衛生運動，瘧疾死亡人數在2010年代達到了歷史最低點。然而，抗瘧疾藥物寄生蟲和抗殺蟲劑病媒的出現有可能逆轉幾十年來取得的進展，而氣候變遷和環境破壞正在使新的地區容易受到瘧疾病媒物種的影響。研究小組希望古DNA能為了解甚至對抗這項公共衛生威脅提供更多工具。

資深作者、馬克斯-普朗克進化人類學研究所考古遺傳學主任約翰內斯-克勞斯（Johannes Krause）說：「我們第一次能夠探索寄生蟲的古老多樣性，這些寄生蟲來自歐洲等地區，而那裡現在已經根除了瘧疾。

“我們看到了流動性和人口遷移在過去是如何傳播瘧疾的，正如現代全球化使無瘧疾的國家和地區在今天很容易重新傳播瘧疾一樣。我們希望，對瘧疾等古老疾病的研究將為我們了解這些繼續塑造著我們當今世界的生物提供一個新的窗口”。

編譯自/ ScitechDaily