به گزارش حیات به نقل از آنا، برای بسیاری از مردم، طاعون با «مرگ سیاه» و همه‌گیری ویرانگر قرون وسطی شناخته می‌شود؛ اما نتایج پژوهشی تازه که در نشریه Nature منتشر شده، نشان می‌دهد تاریخ این بیماری بسیار طولانی‌تر از آن چیزی است که تاکنون تصور می‌شد. گروهی از پژوهشگران بین‌المللی با استخراج و توالی‌یابی دی‌ان‌ای باکتری «یرسینیا پستیس» (Yersinia pestis) از دندان‌های انسان‌هایی که حدود ۵۵۰۰ سال پیش در گورستان‌های شکارچی-گردآورندگان اطراف دریاچه بایکال در سیبری دفن شده بودند، شواهدی به دست آورده‌اند که نشان می‌دهد این باکتری هزاران سال پیش از شکل‌گیری نخستین شهرها نیز توانایی ایجاد شیوع‌های مرگبار را داشته است.

این پژوهش نه‌تنها یکی از قدیمی‌ترین ژنوم‌های شناخته‌شده عامل طاعون را بازسازی کرده، بلکه به معمایی باستان‌شناختی نیز پاسخ داده است؛ معمایی که نزدیک به سه دهه ذهن پژوهشگران را به خود مشغول کرده بود: چرا شمار کودکان دفن‌شده در برخی از این گورستان‌ها به‌طور غیرعادی زیاد است؟ بررسی هم‌زمان داده‌های ژنتیکی، تاریخ‌گذاری رادیوکربنی، اطلاعات مربوط به تدفین و روابط خویشاوندی استخراج‌شده از دی‌ان‌ای نشان داد این مرگ‌های گسترده، به احتمال زیاد، نتیجه شیوع طاعون بوده است.

«روئرید مک‌لئود» (Ruairidh Macleod) ، پژوهشگر پسادکتری «کالج آل سولز» (All Souls College) دانشگاه آکسفورد که در زمینه دی‌ان‌ای باستانی و بیماری‌های مشترک انسان و حیوان پژوهش می‌کند، در گفت‌وگو با خبرنگار آناتک، از چگونگی این کشف، نقش یک «ابرآنتی‌ژن» در مرگبار بودن سویه‌های باستانی، مسیر احتمالی انتقال بیماری از مارموت‌ها به انسان و درس‌هایی می‌گوید که مطالعه قدیمی‌ترین شیوع‌های شناخته‌شده طاعون می‌تواند برای شناخت بیماری‌های نوپدید امروز در اختیار دانشمندان قرار دهد.

چرا پیش از این تصور می‌شد طاعون پس از آغاز کشاورزی به بیماری‌ای مرگبار تبدیل شده است؟ پژوهش شما چگونه این دیدگاه را تغییر می‌دهد؟

به نظر می‌رسد در این پرسش، دو موضوع متفاوت با یکدیگر ترکیب شده‌اند؛ البته من هیچ‌کدام از آن‌ها را «باور عامیانه» یا «افسانه رایج» نمی‌دانم، بلکه هر دو صرفا فرضیه‌های علمی رقیب هستند.

از یک سو، سویه‌های اولیه طاعون که قدمت آن‌ها به بیش از ۳۸۰۰ سال پیش بازمی‌گردد، فاقد یک ژن و همچنین واریانت‌های ژنی مرتبط با انتقال از طریق کک بودند. این موضوع نشان می‌دهد که این شیوع‌ها به احتمال زیاد از نوع طاعون خیارکی نبوده‌اند.

از سوی دیگر، برخی دانشمندان معتقد بودند که چون این سویه‌های طاعون از نظر ژنتیکی به نیای باکتری طاعون، یعنی «یرسینیا پسودوتوبرکلوزیس» (Yersinia pseudotuberculosis)، بسیار نزدیک بوده‌اند، اثرات عفونت ناشی از آن‌ها نیز احتمالا شباهت بیشتری به این باکتری داشته است؛ باکتری‌ای که بیماری ایجادشده توسط آن در مقایسه با عفونت ناشی از یرسینیا پستیس (Yersinia pestis)، عامل بیماری طاعون، بسیار خفیف‌تر است. پژوهش ما به‌روشنی نشان می‌دهد که شیوع‌های ناشی از قدیمی‌ترین سویه‌های شناخته‌شده یرسینیا پستیس که تاکنون شناسایی شده‌اند، واقعا مرگبار بوده‌اند.

آنچه این یافته را به‌ویژه جالب توجه می‌کند، این است که این مرگ‌ومیرهای گسترده ناشی از شیوع طاعون در میان شکارچی-گردآورندگان پیشاتاریخی رخ داده‌اند؛ زیرا برای مدت طولانی، بر اساس نظریه‌های همه‌گیرشناسی انتظار می‌رفت چنین همه‌گیری‌های گسترده‌ای تنها پس از گذار نوسنگی ــ زمانی که انسان‌ها در سکونتگاه‌های دائمی زندگی کردند و تماس نزدیک‌تری با حیوانات اهلی داشتند ــ امکان‌پذیر شده باشد. بنابراین، یافتن شواهد روشن از وقوع چنین رویدادی در میان شکارچی-گردآورندگان پیشاتاریخی، شگفت‌آور است و نشان می‌دهد که احتمالا چنین اتفاقاتی بخشی نسبتا فراگیر از تاریخ بشر بوده‌اند.

پژوهش شما نشان می‌دهد این سویه‌های باستانی یک «ابرآنتی‌ژن» خاص داشته‌اند. این سم چگونه باعث شد طاعون، حتی پیش از آنکه از طریق کک‌ها منتقل شود، بتواند بیماری‌ای تا این حد شدید و مرگبار ایجاد کند؟

ژن ابرآنتی‌ژنی که ما شناسایی کردیم، یعنی ypm، سمی را کُدگذاری می‌کند که باعث فعال شدن یک پاسخ ایمنی گسترده در بدن می‌شود؛ به این معنا که سیستم ایمنی بیش از حد واکنش نشان می‌دهد و در نتیجه، علائمی ایجاد می‌شوند که می‌توانند جان فرد را تهدید کنند. ژن مشخصی که ما شناسایی کردیم، پیش‌تر با نوعی سندرم شبه‌کاوازاکی مرتبط دانسته شده است؛ بیماری‌ای که کودکان به‌ویژه نسبت به آن آسیب‌پذیر هستند. این موضوع ممکن است توضیح دهد که چرا در یافته‌های ما، میزان مرگ‌ومیر کودکان به‌طور چشمگیری بیشتر از حد انتظار بوده است.

برای حدود ۳۰ سال، تعداد زیاد تدفین کودکان در نزدیکی دریاچه بایکال یک معمای باستان‌شناسی بود. اینکه در نهایت توانستید یک پاسخ زیستی برای این پرسش قدیمی پیدا کنید، چه احساسی داشت؟

نتیجه‌ای که به دست آوردیم بسیار غیرمنتظره بود؛ زیرا انتظار نداشتیم مرگ‌ومیر گسترده در میان شکارچی-گردآورندگان، ناشی از یک بیماری عفونی باشد. اما هرچه داده‌های ژنومی را بیشتر بررسی کردیم، این نتیجه منطقی‌تر به نظر رسید؛ به‌ویژه زمانی که قبرهای مشترکی را پیدا کردیم که در آن‌ها خواهر و برادرهایی که هر دو به طاعون مبتلا شده بودند، تقریبا هم‌زمان جان خود را از دست داده و در کنار یکدیگر دفن شده بودند.

اگر این سویه‌ها هنوز قابلیت انتقال از طریق کک‌ها را نداشتند، این شکارچی-گردآورندگان دقیقا چگونه به بیماری مبتلا می‌شدند؟ آیا تماس نزدیک با مارموت‌ها مهم‌ترین سرنخ در این زمینه است؟

ما معتقدیم مارموت‌ها منشأ این شیوع در انسان بوده‌اند. این جانوران به ‌عنوان مهم‌ترین گونه میزبان و مخزن طبیعی این بیماری در آن منطقه شناخته می‌شوند و شواهد باستان‌شناسی نیز نشان می‌دهد که انسان‌ها تماس نزدیکی با آن‌ها داشته‌اند.

این بیماری ممکن است از طریق مصرف گوشت مارموت که به‌خوبی پخته نشده بود، یا حتی صرفا هنگام دست زدن به مارموت‌ها در حالی که فرد روی دست خود بریدگی یا زخم باز داشته است، از این حیوانات به انسان منتقل شده باشد.

همچنین ما معتقدیم بیماری از انسان به انسان نیز منتقل شده است؛ زیرا آثار آن را به‌طور هم‌زمان در چند محوطه باستانی مختلف مشاهده می‌کنیم. هرچند احتمال نمی‌دهیم این انتقال از طریق کک‌ها رخ داده باشد، اما ممکن است برای مثال، افراد مبتلا هنگام سرفه کردن بیماری را به شکل طاعون ریوی به دیگران منتقل کرده باشند.

تکامل باکتری « یرسینیا پستیس» طی بیش از ۵ هزار سال چه درس‌هایی می‌تواند درباره نحوه تکامل یا سازگاری عوامل بیماری‌زای امروزی به ما بدهد؟

طاعون یکی از ویرانگرترین بیماری‌ها در تاریخ ثبت‌شده بشر بوده است، اما تنها با توسعه روش‌های مطالعه دی‌ان‌ای باستانی بود که دریافتیم این بیماری بسیار قدیمی‌تر از چیزی است که اسناد تاریخی نشان می‌دهند.

طاعون یک بیماری مشترک بین انسان و حیوان (زئونوز) است؛ یعنی عامل آن عمدتا در جمعیت جوندگان گردش می‌کند، نه در انسان‌ها. این عامل بیماری‌زا بارها از جوندگان به انسان منتقل شده و هر بار پیامدهای ویرانگری به همراه داشته است. اما از آنجا که انسان هرگز میزبان اصلی این باکتری نبوده، این عامل بیماری‌زا نیز مانند بسیاری از عوامل بیماری‌زای دیگر فرصت پیدا نکرده است در بدن انسان تکامل یابد و به بیماری‌ای مزمن و کم‌خطرتر تبدیل شود.

اینکه بتوانیم مستقیما از چنین دوره بسیار ابتدایی، یعنی زمانی که این بیماری برای نخستین بار پدیدار شده است، داده به دست آوریم، واقعا شگفت‌انگیز است؛ به‌ویژه اینکه این داده‌ها نشان می‌دهند پیامدهای مرگبار انتقال طاعون از جوندگان به انسان، پدیده‌ای گسترده بوده است؛ چه در میان شکارچی-گردآورندگان پیشاتاریخی، چه در میان دامداران عصر مفرغ و چه در شهرهای قرون وسطی.

به دست آوردن اطلاعات دقیق درباره الگوهای از دست رفتن ژن‌ها و به دست آمدن ژن‌های جدید، درک تازه‌ای از این موضوع به ما می‌دهد که چرا این بیماری تا این اندازه مرگبار بوده است. همچنین، ارتباط دادن این یافته‌های ژنتیک بوم‌شناختی با مراحل اولیه تکامل این باکتری، بینش بسیار عمیق‌تری نسبت به آنچه تنها از مطالعه ژنوم‌های امروزی به دست می‌آید، فراهم می‌کند.

شناخت پویایی‌های بیماری‌ای که هزاران سال بارها از جوندگان وحشی به انسان منتقل شده، موضوعی بسیار جذاب اما در عین حال پیچیده است. بنابراین، اینکه بتوانیم مجموعه‌ای دقیق از شواهد مربوط به چنین رخدادی را در میان شکارچی-گردآورندگان بررسی کنیم؛ رخدادی که تمام ویژگی‌های یکی از نخستین موارد انتقال این بیماری به انسان را در خود دارد، واقعا شگفت‌انگیز است.

در مورد بیماری‌های مشترک انسان و حیوان در دنیای امروز، ما از نظر خطر انتقال در موقعیتی بسیار آسیب‌پذیرتر از انسان‌های آن زمان قرار داریم؛ زیرا امروزه بیشتر مردم در شهرهای پرتراکم زندگی می‌کنند و سفرهای بین‌المللی نیز به‌طور گسترده انجام می‌شود. بنابراین، در اختیار داشتن داده‌هایی از چیزی که دانشمندان آن را «مدل صفر» (Null model) می‌نامند، یعنی شرایطی که شیوع بیماری تقریبا بدون وجود بسیاری از عوامل خطر امروزی رخ داده است، بینش بسیار ارزشمندی در اختیار ما قرار می‌دهد.

با توجه به اینکه انسان امروزی محیط‌زیست را در همه مقیاس‌ها به‌شدت تغییر داده است، چنین اطلاعاتی را اکنون تنها می‌توان از طریق مطالعه گذشته به دست آورد.

آیا درباره «بیماری‌های پیشاتاریخی» برداشت نادرست رایجی وجود دارد که مایل باشید از طریق این گزارش آن را اصلاح کنید؟

درباره این شیوع‌های طاعون باید گفت که این بیماری، به احتمال زیاد، مشابه مرگ سیاه نبوده است. برآمدگی‌های متورم و دردناکی که به آن‌ها «بوبو» گفته می‌شود و از نشانه‌های کلاسیک طاعون خیارکی هستند، در اثر عفونت غدد لنفاوی نزدیک محل گزش کک ایجاد می‌شوند.

آیا می‌توانید برای خوانندگان ما به‌طور خلاصه توضیح دهید چگونه ممکن است دی‌ان‌ای یک باکتری ۵ هزار ساله هنوز درون دندان انسان باقی مانده باشد؟

باکتری یرسینیا پستیس، عامل بیماری طاعون، می‌تواند در سراسر بدن عفونت ایجاد کند؛ اما یکی از واضح‌ترین نشانه‌های یک عفونت شدید، زمانی به دست می‌آید که بتوان این باکتری را در جریان خون شناسایی کرد.

در این پژوهش، دی‌ان‌ای باکتری موجود در خون از پالپ دندان به دست آمده است؛ بافت نرمی درون دندان که رگ‌های خونی و اعصاب در آن قرار دارند. ما از «سِمِنتوم» دندان در ناحیه ریشه نمونه‌برداری کردیم؛ بنابراین بخشی از موادی را بررسی کردیم که در گذشته با خون موجود در این رگ‌ها در تماس بوده‌اند. به همین دلیل، دی‌ان‌ای باکتری پس از هزاران سال همچنان در این بخش از دندان باقی مانده و قابل شناسایی و استخراج بوده است.