天花病毒的研究论文范文

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（Smallpox）是由天花病毒引起的一种烈性传染病，也是到目前为止，在世界范围被人类消灭的第一个传染病。据报载，2005年12月21日，美国总统布什为了预防生物武器的袭击，带头接种了天花疫苗。因为天花病毒和炭疽杆菌一样，如果被用做生物武器的话，具有十分强大的杀伤力，被称为“穷人的核弹”。在我国，几十年前就消灭了天花，现在不仅普通人对天花一无所知，许多医生也是仅闻其名，不见其身。下面简单介绍有关天花的知识。 天花病毒 天花是感染痘病毒引起的，无药可治，患者在痊愈后脸上会留有麻子，“天花”由此得名。天花病毒外观呈砖形，约200纳米×300纳米，抵抗力较强，能对抗干燥和低温，在痂皮、尘土和被服上，可生存数月至一年半之久。天花病毒有高度传染性，没有患过天花或没有接种过天花疫苗的人，不分男女老幼包括新生儿在内，均能感染天花。天花主要通过飞沫吸入或直接接触而传染，当人感染了天花病毒以后，大约有10天左右潜伏期，潜伏期过后，病人发病很急，多以头痛、背痛、发冷或寒战。高热等症状开始体温可高达41℃以上。伴有恶心、呕吐、便秘、失眠等。小儿常有呕吐和惊厥。发病3～5天后，病人的额部、面颊、腕、臂、躯干和下肢出现皮疹。开始为红色斑疹，后变为丘疹，2～3天后丘疹变为疱疹，以后疱疹转为脓疱疹。脓疱疹形成后2～3天，逐渐干缩结成厚痂，大约1个月后痂皮开始脱落，遗留下疤痕，俗称“麻斑”。重型天花病人常伴并发症，如败血症、骨髓炎、脑炎、脑膜炎、肺炎、支气管炎、中耳炎、喉炎、失明、流产等，是天花致人死亡的主要原因。 对天花病人要严格进行隔离，病人的衣、被、用具、排泄物、分泌物等要彻底消毒。对病人除了采取对症疗法和支持疗法以外，重点是预防病人发生并发症，口腔、鼻、咽、眼睛等要保持清洁。接种天花疫苗是预防天花的最有效办法。 天花，是世界上传染性最强的疾病之一，是由天花病毒引起的烈性传染病，这种病毒繁殖快，能在空气中以惊人的速度传播。假设美国俄克拉荷马州有3000人感染天花病毒，12天内病毒就会扩散到美国各地，殃及数以百万人。 天花临床表现主要为严重毒血症状（寒战、高热、乏力、头痛、四肢及腰背部酸痛，体温急剧升高时可出现惊厥、昏迷）、皮肤成批依次出现斑疹、丘疹、疱疹、脓疱，最后结痂、脱痂，遗留痘疤。天花来势凶猛，发展迅速，对未免疫人群感染后15~20天内致死率高达30％。 由于天花病毒忪在人身上传染，而且牛痘疫苗忯以有效地终身地防止天花的传染，因此自1977年以后世界上没有发生过天花，最新科学研究发现：天花有中特别的能力，它可以截获免疫系统传递的信息，从而使免疫系统失效。决定保留一些样本以供研究。 1979年10月26日，全世界消灭天花 1979年10月26日联合国世界卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布，全世界已经消灭了天花病，并且为此举行了庆祝仪式。 世界卫生组织的检查人员在最近两年里，对最后一批尚未宣布消灭天花病的东非四国——肯尼亚、埃塞俄比亚、索马里和吉布提进行了调查，发现这四个国家确实已经消灭了这种疾病，于是发布了这个具有历史意义的消息。 天花病是世界上严重危害人们的传染性疾病之一。几千年来，使千百万人死亡或毁容。一百八十年前，英国发明了预防天花病的牛痘疫苗。天花病患者的死亡率仍高达三分之一。后来，发达国家逐步控制了这种疾病，但非洲农村仍有流行。自一九六七年开始进行最后一次大规模消灭天花的活动。现在，天花病的病毒只保留在一些国家的七个实验室中，以供研究之用。 美国亚特兰大的疾病控制和预防中心 俄罗斯Koltsovo的国家病毒和生物技术中心 发现天花 每4名病人当中便有一人死亡，而剩余的3人却要留下丑陋的痘痕天花，几乎是有人类历史以来就存在的可怕疾病。在公元前1000多年前保存下来的埃及木乃伊身上就有类似天花的痘痕。曾经不可一世的古罗马帝国相传就是因为天花的肆虐，无法加以遏制，以致国威日蹙。 若干世纪以来，天花的广泛流行使人们惊恐战栗，谈“虎”色变。 1846年，在来自塞纳河流域、入侵法国巴黎的诺曼人中间，天花突然流行起来了。这让诺曼人的首领为之惊慌失措，也使那些在战场上久经厮杀不知恐惧的士兵毛骨惊然。残忍的首领为了不让传染病传播开来以致殃及自己，采取了一个残酷无情的手段，他下令杀掉所有天花患者及所有看护病人的人。这种可怕的手段，在当时被认为是可能扑灭天花流行的唯一可行的办法。 但是天花并不会宽容任何人，它同样无情地入侵宫廷、入侵农舍，任何民族、任何部落，不论爵位、不论年龄与性别，都逃脱不了天花的侵袭。 在欧洲曾经有一个国王的妻子患了天花，在临死前她请求丈夫满足她最后的愿望，她要求：假使全体御医不能挽救她的生命，那么就将他们全部处死。皇后终于死掉了，于是国王为了皇后的愿望便下令把御医全部用剑砍死。 英国史学家纪考莱把天花称为“死神的忠实帮凶”。他写道：“鼠疫或者其他疫病的死亡率固然很高，但是它的发生却是有限的。在人们的记忆中，它们在我们这里只不过发生了一两次。然而天花却接连不断地出现在我们中间，长期的恐怖使无病的人们苦恼不堪，即使有某些病人幸免于死，但在他们的脸上却永远留下了丑陋的痘痕。病愈的人们不仅是落得满脸痘痕，还有很多人甚至失去听觉，双目失明，或者染上了结核病。”

一个孩子的木乃伊在立陶宛教堂地下的一个地窖里被发现，里面有迄今为止发现的最古老的导致天花的病毒样本，一份新的报告说。

但是研究人员对这种病毒的分析称之为天花病毒，研究人员说，这表明天花最早出现在人类身上的时间比想象的要晚得多。科学家们认为天花是一种困扰人类几千年的古老疾病。

研究人员从1643年至1665年间的孩子木乃伊身上提取病毒，并将其与19世纪中期的天花病毒进行比较，得出了他们的结论，研究人员说，研究人员发现，这些菌株有一个共同的祖先，最早出现在1588年至1645年间。研究人员指出，那段时间充满了人类的探索、迁徙和殖民活动，这些活动可能会在全球范围内传播病毒。[微小和令人讨厌的：使我们生病的事物的图像]

需要更多的研究来证实天花病毒确实是最近才出现的，但是如果它真的出现了，这将使人们对先前提出的古埃及人患天花的观点产生怀疑。研究的第一作者，加拿大麦克马斯特大学古DNA中心的博士后安娜·达根说，尽管3000到4000岁的埃及木乃伊上有痘痕，这是天花的症状，但这些疤痕也可能来自麻疹或水痘，达根说，研究人员将看到他们所比较的病毒之间存在高度的多样性。”“我们看不到，”她告诉《生命科学》。

此外，研究人员对木乃伊病毒的分析还表明，在英国医生爱德华詹纳（Edward Jenner）在17世纪末开发出第一种天花疫苗后，两种已知的病毒形式——大天花和小天花——可能会相互分离，研究人员说，

关于主要的小裂口的发现“并不是决定性的，但它开启了一个想法，也许主要和毒性较小的小毒株之间的裂口是对疫苗的进化反应，”达根说。

研究人员已经研究了几具木乃伊发现于1930年代以来立陶宛维尔纽斯的多米尼加圣灵教堂的地下室。但是这项新的研究的作者是第一个发现一具2到4岁儿童的木乃伊中含有天花病毒的人。

目前还不清楚这孩子是男性还是女性，但研究人员确实证实，通过放射性碳年代测定，这个孩子生活在360年前。当时，天花在欧洲各地爆发，

天花曾造成每10名感染者中约3人死亡。这种疾病还可能导致毁容和失明。天花是第一个也是迄今为止唯一被疫苗根除的人类疾病，Duggan说：“KDSPE”KDSPs“研究者从木乃伊中提取的痘病毒样本被严重瓦解，但是科学家通过将它与现有的痘病毒序列进行比较，并利用木乃伊皮肤的DNA序列重建了它。科学家们说，

科学家们说他们希望这一发现将有助于病毒学家追踪天花和其他病毒的背景。[27毁灭性传染病]

“我们仍然不知道天花是什么时候首次出现在人类身上的，我们也不知道它来自什么动物。我们不知道这一点，因为我们没有任何更古老的历史样本可以与研究合著者、澳大利亚悉尼大学进化生物学教授爱德华霍姆斯（Edward Holmes）合作，他在声明中说：

这项新的研究为这一非常重要的疾病提供了一个新的视角，但它也“向我们展示我们对病毒的历史知识只是冰山一角，”霍姆斯说。

这项研究今天（12月8日）在线发表在《当代生物学》杂志上。

是关于生命科学的原始文章。