Древняя ДНК выявила бактерию, вызвавшую первую зафиксированную пандемию

Фото из открытых источников

Впервые исследователи обнаружили прямые геномные доказательства наличия бактерии, вызвавшей чуму Юстиниана — первую в мире зарегистрированную пандемию — в Восточном Средиземноморье, где вспышка заболевания была впервые описана почти 1500 лет назад.

В ходе знаменательного открытия, проведенного междисциплинарной группой из Университета Южной Флориды и Флоридского Атлантического университета при участии ученых из Индии и Австралии, была обнаружена Yersinia pestis, микроб, вызывающий чуму, в братской могиле в древнем городе Джераш (Иордания), недалеко от эпицентра пандемии. Эта новаторская находка окончательно связывает патоген с Юстиниановой чумой, ознаменовавшей первую пандемию (541–750 гг. н. э.), что позволило разрешить одну из давних загадок истории.

На протяжении столетий историки размышляли о причинах разрушительной эпидемии, унесшей жизни десятков миллионов человек, изменившей Византийскую империю и изменившей ход развития западной цивилизации. Несмотря на косвенные улики, прямых доказательств того, какой именно микроб вызвал эту эпидемию, так и не удалось найти — это стало недостающим звеном в истории пандемий.

Две недавно опубликованные статьи, подготовленные под руководством USF и FAU, дают эти долгожданные ответы, предлагая новый взгляд на один из самых важных эпизодов в истории человечества. Это открытие также подчёркивает неизменную актуальность чумы сегодня: несмотря на свою редкость, Y. pestis продолжает циркулировать по всему миру. В июле житель северной Аризоны умер от лёгочной чумы, самой смертоносной формы инфекции Y. pestis, что стало первым подобным случаем смерти в США с 2007 года, а буквально на прошлой неделе ещё один человек в Калифорнии получил положительный результат теста на эту болезнь. 

«Это открытие предоставляет долгожданное неопровержимое доказательство присутствия Y. pestis в эпицентре Юстиниановой чумы», — заявил Рэйс Х.Й. Цзян из Колледжа общественного здравоохранения Университета Южной Флориды. «Веками мы полагались на письменные свидетельства, описывающие эту разрушительную болезнь, но не имели никаких веских биологических доказательств присутствия чумы. Наши результаты — недостающий фрагмент этой головоломки, открывая первое прямое генетическое окно в историю развития этой пандемии в самом сердце империи».

Чума Юстиниана впервые упоминается в исторических источниках в Пелусии (современный Телль-эль-Фарама) в Египте, после чего распространилась по всей Восточной Римской, или Византийской, империи. Хотя следы Y. pestis ранее обнаруживались за тысячи километров от неё в небольших западноевропейских деревнях, никаких свидетельств её существования в самой империи или вблизи очага пандемии обнаружено не было. 

«Используя целевые методы изучения древней ДНК, мы успешно восстановили и секвенировали генетический материал из восьми человеческих зубов, извлеченных из погребальных камер под бывшим римским ипподромом в Джераше, городе, расположенном всего в 200 милях от древнего Пелусия», — сказал соавтор исследования профессор Грег О'Корри-Кроу из Института океанографии Харбор-Бранч при Университете Флориды и исследователь National Geographic. 

Геномный анализ показал, что жертвы чумы были носителями практически идентичных штаммов Y. pestis, что впервые подтвердило присутствие этой бактерии в Византийской империи в период с 550 по 660 год нашей эры. Эта генетическая однородность свидетельствует о быстрой и разрушительной вспышке, что соответствует историческим описаниям чумы, вызывающей массовую гибель. 

«Раскопки в Джераше дают редкую возможность увидеть, как древние общества реагировали на катастрофу в области общественного здравоохранения», — сказал Цзян. «Джераш был одним из ключевых городов Восточной Римской империи, известным торговым узлом с великолепными сооружениями. Тот факт, что место, некогда построенное для развлечений и гражданской гордости, превратилось в массовое кладбище во время чрезвычайного положения, показывает, насколько, вероятно, были перегружены городские центры».

Сопутствующее исследование, также проведенное Университетами Флориды и Южной Флориды, рассматривает открытие в Джераше в более широком эволюционном контексте. Проанализировав сотни древних и современных геномов Y. pestis, включая недавно обнаруженные в Джераше, исследователи показали, что бактерии циркулировали среди людей на протяжении тысячелетий до Юстиниановой эпидемии. 

Команда также обнаружила, что более поздние пандемии чумы, от Чёрной смерти XIV века до случаев, наблюдаемых и сегодня, не произошли от одного предкового штамма. Вместо этого они возникали независимо и неоднократно из давних животных-резервуаров, вспыхивая несколькими волнами в разных регионах и эпохах. Эта повторяющаяся картина резко контрастирует с пандемией SARS-CoV-2 (COVID-19), которая возникла в результате одного перетекающего события и развивалась преимущественно путём передачи от человека к человеку. 

В совокупности эти важные открытия переосмысливают понимание того, как возникают, повторяются и распространяются пандемии, и почему они остаются неотъемлемой частью человеческой цивилизации. Исследование подчёркивает, что пандемии — это не единичные исторические катастрофы, а повторяющиеся биологические события, обусловленные скоплением людей, их мобильностью и изменением окружающей среды — темы, которые остаются актуальными и сегодня. 

«Это исследование было одновременно и научно убедительным, и личностно резонансным. Оно предоставило исключительную возможность углубиться в изучение истории человечества через призму древней ДНК в то время, когда мы сами переживали глобальную пандемию», — сказал Грег О’Корри-Кроу. «Не менее глубоким был опыт работы с древними человеческими останками — людей, которые жили, страдали и умерли столетия назад — и использования современной науки для восстановления и распространения их историй. Это смиряющее напоминание о нашей общей человечности сквозь время и трогательное свидетельство силы науки, позволяющей дать голос тем, кто долго молчал».

Хотя оба заболевания существенно отличаются от COVID-19, они подчеркивают неизменную связь между взаимосвязанностью и риском пандемии, а также тот факт, что некоторые патогены никогда не могут быть полностью искоренены. 

«Мы боремся с чумой уже несколько тысяч лет, и люди до сих пор от неё умирают», — сказал Цзян. «Как и COVID, она продолжает эволюционировать, и меры сдерживания, очевидно, не могут полностью её устранить. Нам нужно быть осторожными, но угроза никогда не исчезнет».

Опираясь на прорыв в Джераше, команда теперь расширяет свои исследования, охватывая Венецию (Италия) и Лазаретто Веккьо, специальный карантинный остров и одно из самых значимых в мире мест захоронения жертв чумы. Более 1200 образцов из этого массового захоронения времён Чёрной смерти теперь хранятся в Университете Южной Флориды, что предоставляет беспрецедентную возможность изучить, как ранние меры общественного здравоохранения пересекались с эволюцией патогенов, уязвимостью городов и культурной памятью.