最古老的傳染病 木乃伊身上發現結核菌!

分類 傳染類疾病 - 健康必知 - 呼吸道與肺

撰稿╱藍弋丰(科技時報總主筆)

審稿╱王錦堂(臺大醫院內科部主治醫師、臺大醫學院微生物學科教授)

結核病是一個古老的疾病,而且至今威脅不減。台灣每年新增確定數及死亡數最多的法定傳染病,就是結核病!今年4月的《自然通訊》期刊刊登一篇研究顯示,18世紀的木乃伊身上發現14種不同的結核桿菌菌株!透過對結核桿菌歷史的了解,將有助於我們未來與結核桿菌的共處。

在大家對新興傳染病如MERS擔憂的同時,其實結核病的危害更大。台灣每年約有1萬2千多人感染結核病,600多人死於結核病。回顧歷史,可以說有人類之始,就有結核菌的蹤跡。

歷史上,結核桿菌與人類老祖先們一路糾纏,最早發現感染結核的古原人化石,年代在約9千年前新石器時代;而現代人最早感染結核病則約在5千年前,發生於非洲。各大古文明也都有受到結核感染的證據,如埃及西元前3千年的木乃伊上發現結核感染,埃及法老阿肯那頓與其王后也很可能死於結核;印度西元前1千5百年的文獻即已記載結核病;而在東亞,漢醫將結核病稱為「癆」。

卡介苗、抗生素問世 結核病才逐漸控制

在歐洲,結核病隨著文藝復興後逐漸都市化的腳步進駐大城市,取代麻瘋病成為人類最普遍的傳染疾病,到18世紀與19世紀為全盛時期,當時人們感染結核病的比例高到難以想像。以英國來說,布里斯托於西元1790年到1796年間去世的1571人裡頭,就有683人是因染上結核病而死;在倫敦,18世紀初時,每7人有1人死於結核病。隨著工業化人口集中,到19世紀初,比例已經提高到每4.2人就有一人死於結核病,可見對人類危害之大。直到20世紀,隨著卡介苗的發明,以及可對付結核桿菌的抗生素如利福平(Rifampicin)問世,結核病才逐漸受到控制。

今年4月,《自然通訊》期刊刊登一項研究顯示,研究人員在200年前的木乃伊身上發現結核桿菌,並據以分析出過去的結核桿菌特性與現今有極大不同。

在匈牙利北部多瑙河濱的瓦茨市,有座天主教道明會教堂,這座歷史久遠的教堂,其地下墓穴中有18世紀時安葬的逝者,經過兩百年來的自然風乾,成了木乃伊而保存至今。研究團隊從這些木乃伊上採取樣本,以研究當時匈牙利人們感染結核病的狀況。

研究團隊成員來自英國倫敦大學學院、以色列耶路撒冷希伯來大學,以及匈牙利布達佩斯自然史博物館,他們使用總體基因體學(Metagenomics)來研究所採取的樣本,所謂總體基因體學,指的是一次研究人體身上所有微生物的基因總和的研究方式。過去基因研究大多只培養與純化單一生物基因進行研究,不過,隨著科技進步,如今基因定序的能力突飛猛進,使得總體基因體學的研究方式成為可能,讓研究人員更能完整呈現出人體身上所有微生物的總體生態。

18世紀結核病與現代感染模式大不同

研究團隊發現,這個教堂墓穴中,竟然總共有高達14種不同的結核桿菌菌株,在研究團隊取樣的遺體中,8具中有5具身上同時感染超過一種結核桿菌菌株,這與現代的結核桿菌感染情況大有不同,現代病人大多只感染單一一種菌株。

墓穴中有一群出生於西元1750年與1755年之間的兒童,竟然無一倖免全數感染結核病,這顯示出當時的社會變遷,隨著經濟發展,許多鄉下人集中到都市,像瓦茨市這樣的城鎮快速都市化、人口急速擴張,成為疾病傳染的溫床。

在工業革命以前,鄉間居民與結核桿菌往往是處於一種共存關係,毒性太強的菌種,會讓與外界連繫不多的小村莊一口氣滅村,導致自己也一起滅亡。因此菌種往往與聚落的大小有相關,人口少的鄉村居民原本往往感染著較不具傷害力的菌種,直到生產、其他疾病,或是發生戰亂飢荒,使得居民免疫力下降時,結核桿菌才起而發病。

這樣的共存關係到大都市形成後有了相當大的變化,都市因為人口多,毒性與感染力強的菌種可以不斷傳播,不怕不小心就滅村使得自己也一起陪葬,所以當鄉村居民來到城市,對這些強力菌種毫無抵擋能力,全數成為它們的犧牲者。

結核桿菌基因型多 非突變造成

這次的研究成果,不僅讓我們更了解過去,也回答了現在我們對結核病的許多問題。醫學界發現結核桿菌出現許多不同種的基因型,許多人認為,這是因為大量使用抗結核藥物,以及愛滋病的盛行,促使結核菌發生突變,而產生新菌株。不過這次研究推翻了這樣的說法,因為研究發現許多菌株在18世紀與19世紀初就已經存在,還能追查出病人的姓名與生卒年月日,這些菌株早已存在的事實,證明它們不是受到近代抗生素或是愛滋病盛行的影響才產生的。

結核桿菌與人類在歷史上曾有親密的共存關係,也給我們一些啟發,過去細菌與人類共存共榮,如今演變為你死我活的敵對關係,到底是何時造成的?演化生物學家正努力釐清這點。如今人類正面臨結核桿菌的大反撲,或許對過去人菌之間關係的了解,將有助於我們未來與結核桿菌共處。

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藍弋丰

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