追蹤天花300年 旨在準確預測未來傳染病走勢

■本報記者 唐鳳

41年前的12月9日，全球根除天花認證委員會的代表在「天花已經從世界上根除」的聲明上簽字。在1980年5月8日的第33屆世界衛生大會上，天花被正式確認為根除。

為了更好地了解天花及其疫苗的發展史，為當下新冠肺炎全球流行提供借鑑，加拿大衛生信息研究所和麥克馬斯特大學等機構的研究人員對記錄了英國倫敦近300年來天花患者每周死亡情況的數千份記錄進行了研究和分析。

這一分析為幾個世紀以來傳染病生態學的變化提供了新見解，確定了流行病的間隔時間、疫情規模，甚至流行病發生的季節。相關論文12月23日刊登於《公共科學圖書館—生物學》。

「我們的研究清楚地表明了疾病監測的價值。我們現在對疾病傳播模式有了更深入的了解，這得益於倫敦幾百年來的系統記錄。如果這些記錄丟失了，我們就無法發現天花等流行病如何隨著時間的推移而變化，也就無法確定它與歷史和環境事件的關聯。」論文作者、麥克馬斯特大學教授David Earn在接受《中國科學報》採訪時表示。

「在當前的新冠肺炎大流行期間，如果我們也能收集更詳細的數據，在未來的幾年裡，當回顧這些數據時，我們會學到很多東西。」Earn說。

修訂天花史的「木乃伊」

天花是有史以來襲擊人類的最具破壞性的病毒性疾病之一 ——每10個感染者中就有3人死亡。那些倖存下來的人也往往殘疾、失明或毀容。直到19世紀，天花被認為比其他任何一種傳染病，甚至鼠疫和霍亂造成的死亡人數都多。

說到天花歷史，就不得不提及一具17世紀的兒童木乃伊。這個在立陶宛一座教堂的地窖中被發現的木乃伊，攜帶有最古老的天花病毒樣本。這些病毒幫助解答了天花歷史的遺留問題，包括天花在人類身上出現的時間，以及特定進化事件發生的時間。相關論文12月8日刊登於《當代生物學》。

麥克馬斯特大學古代DNA中心博士後研究員Ana Duggan等人在獲得世界衛生組織許可後，從木乃伊身上收集了已分解的天花病毒DNA。研究人員重建了該病毒古老毒株的整個基因組，並將其與20世紀中期的天花病毒基因組進行了比較。

結果顯示，這些樣本有一個共同的病毒祖先，起源於1588年至1645年之間的某個時間點——這段時間正好是一個開發、移民和殖民的時期，有助於天花在全球傳播。

該中心主任Henrik Poinar說：「現在我們有了一個時間軸，我們要搞清早期記錄在案的天花歷史證據是否真實，這些記錄甚至可以追溯到拉姆西斯五世。它們是真實病例，還是誤診。」

除了提供天花進化的更準確時間表，研究人員還識別出病毒進化的不同時期。最明顯的例子之一發生在18世紀愛德華·詹納發明了牛痘接種的時期。在此期間，天花病毒似乎已分裂成兩種毒株——大天花和小天花，這表明根除天花的疫苗接種可能改變了對病毒的選擇壓力，使其分裂成兩種毒株。

跨越一個時代

為了更好地摸索天花的發展史，Earn和同事Olga Krylova研究並數位化了1664年至1930年間發表在《倫敦死亡率報告》和《登記官員每周申報表》上的13000多個天花死亡率周記錄。

「當前新冠肺炎流行使得人們更關注傳染性疾病傳播研究和公共衛生幹預措施如何能改變大流行的進程。」Earn說，「我們的目標是描述並將倫敦每周天花死亡率的時間序列公開，並確定幾個世紀以來可能影響天花動態的歷史事件。」

這些數據跨越了一個時代，始於任何公共衛生措施到位之前，之後引入天花接種（從天花患者的膿皰或幹痂中提取天花病毒，故意讓健康的人感染天花病毒的程序），再之後研究人員發現疫苗，最終天花死亡率下降，直至倫敦最後的天花死亡病例被記錄。

「在數據所涵蓋的時間內，天花從一種可怕的、不可避免的危險變成了一種容易預防的傳染病。引入更好的控制措施，特別是接種疫苗，自然降低了天花死亡率，並最終根除天花。」Earn告訴記者。

當然，在分析涉及的267年間，倫敦經歷了重大的人口和社會變化，戰爭和工業革命等各種歷史事件可能對天花動態有重大影響。

「很明顯，引入天花控制措施——天花接種和後來的疫苗接種——使根除天花成為可能。我們的分析還表明，更多使用控制措施和公共衛生政策的改變，也與流行病頻率的變化有關。」Krylova說。

古老數據講述的故事

數據分析顯示，1610年8月12日，英國首次暴發天花。第一個年度死亡清單（1629年）只記錄了72個死於天花的葬禮，但後來，數量開始增加，例如，在1634年，年度清單記錄了1354次天花葬禮。17世紀天花導致的累計死亡人數最終超過了鼠疫、麻風病和梅毒。根據每年的死亡記錄，1629年至1721年間，大約有97000人死於天花（不包括1637年到1646年）。

1721年4月，瑪麗·沃特利·蒙塔古夫人（一位作家和詩人）在倫敦為女兒進行了接種。在接下來的20年裡，接種開始了，但並不流行。從1721年到1727年，全英國只有857人進行了接種。而且，英國醫生實施的接種非常粗糙，切口很深，會導致嚴重的併發症和高達2%的死亡率。而1768年以後接種的人數在增加，並在1790年至1808年達到最大值。

在工業革命期間，越來越多的人搬到城市中心，引發了重大的人口和社會變化。倫敦的人口比1765年的73萬增長了一倍多，達到1831年的190萬人。有人認為，人口規模與人口密度的增加，會影響天花的傳播速度和流行模式。也有人提出，這一時期天花傳播的增加是病毒進化的結果。

之後，隨著國家力量的介入和疫苗技術的不斷發展，倫敦最近一次天花大暴發發生在1901年至1902年，可能是來自其他國家的病毒引發的。1902年以後，只發生了很小規模的疫情，發病率很低，死亡人數也很少。1967年，世界衛生組織發起了全球根除天花運動，直到1980年根除天花。

研究人員表示，近年來天花研究傾向於關注未來意外或故意再傳染的可能性，但回顧過去是有啟發意義的。倫敦記錄天花死亡率的悠久歷史提供了一個絕佳的機會，讓人們從過去的經驗中了解傳染病傳播模式的變化。

世界衛生組織總幹事譚德塞也曾表示，根除天花是歷史上最偉大的公共衛生勝利。這提醒人們：當各國團結一致抗擊共同的健康威脅時，什麼都有可能。

Earn表示，未來，他們將繼續研究《倫敦死亡清單》所列的其他流行病死亡率，並努力推進流行病的「臨近預報」和預測，幫助決策者做出決定。

來源： 《中國科學報》