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在美国南北战争12年前,北美遭遇的一场严重霍乱夺走了数千民众的生命。其时,费城的约翰·尼尔医生曾收集了6名死亡者的肠子样本用以教学。现在,加拿大科学家在最新一期《新英格兰医学杂志》上发表研究报告称,他们利用其中的一个样本绘制出了早期霍乱菌株的完整DNA(脱氧核糖核酸)序列。
此一得益于现代基因组学的研究发现,在为霍乱疾病的演变提供新注解的同时,也强调了对收藏于世界各地博物馆和大学的传统医学标本的隐含价值进行挖掘的重要性。加拿大麦克马斯特大学古代DNA中心首席研究员、遗传进化专家亨德里克·波伊纳说,此项研究的最显著意义就在于复现了至今还在流行的疾病的古代形式。
霍乱疾病是小肠的细菌感染,通常经由饮用不洁净的水获得。如果不及时治疗,可引起严重腹泻和脱水,甚至在短短一天内杀死感染者。霍乱起源于数百年前的孟加拉湾地区,19世纪初的海上贸易将霍乱带至世界其他地区。从那时起,已暴发7次全球性大霍乱,但除了第6次和第7次,人们尚不清楚前5次大流行背后的特定菌株。由于霍乱菌株无法保留在骨骼或牙齿中,研究人员一直无法确定和研究该疾病的早期病因或跟踪其遗传发展。
这一状况在波伊纳博士和他的同事安娜·霍迪聆听了费城穆特博物馆馆长的报告后得以改变。尼尔医生的标本现在就存放在该博物馆。2008年,来自加拿大的科学家团队来到穆特博物馆,费尽心力地打开了用铅和蜡密封的罐子,提取了浸泡在酒精中的曾遭遇霍乱侵袭的肠子样本。
论文第一作者、麦克马斯特大学的博士研究生埃里森·德沃描述道:“你永远都不会相信它们还有用,当你对样本进行逐一研究时,事情并非一帆风顺。”事实上,研究人员仅从一个样本中产生了霍乱DNA,但仅此一例也足以让研究人员重新组装出了这个微生物的完整基因组序列。
研究结果表明,1840年肆虐的这场霍乱(杀死了美国前总统詹姆斯·K·波尔克),是霍乱经典毒株的早期形式。之后,另一被称为埃尔托的菌株逐渐占据突出位置,目前研究人员正试图了解个中原因。在2010年海地地震后,埃尔托的一种变体曾造成霍乱流行并致死8000多人。
研究团队组装出的霍乱基因组,有一个能产生CTX毒素的基因的多个副本,这是触发疾病的根源所在。波伊纳说,这意味着1849年的经典菌株可能比目前的菌株形式更致命,当然,研究人员还需对此做进一步研究,以充分诠释其遗传差异。像许多病原体一样,霍乱也是经由时间以及菌株间基因的大规模转移慢慢演化。更好地理解这种演化过程,最终或有助于研究人员开发出更有效地针对这种疾病的新药物。
霍迪说:“我希望这仅仅是个开始,此项研究工作将鼓励对各类医学历史标本进行进一步检查,这些19世纪的收藏与21世纪密切相关。”
(科技日报多伦多1月25日电)