天花（smallpox）的绝迹日期很明确。在20世纪夺去3亿多人性命后，1978年的最后一位受害人为其画上了句号。两年后，1980年5月8日，世界卫生大会宣布天花病毒（variola virus）被彻底根除。

　　不过，这种骇人病毒的起源并不清楚。如今，遗传学证据开始揭露天花侵袭人类的最早时间。

瑞典厄兰岛埋葬的一具天花病毒携带者的遗骸，年代在公元800年至1050年之间。来源：The Swedish National Heritage Board

　　近日，多年来一直在古人类遗骸中寻找病毒DNA的一支国际研究团队报告称[1]，早在公元600年，就有人类携带天花病毒了。他们的分析还显示，天花病毒可能更早之前就在人类中传播了——至少可以追溯到1700年前，当时正值西罗马帝国走向衰落的动荡时期，欧亚大陆许多人群都在迁徙。

　　这项研究将关于天花的DNA证据又向前推了一千年。2016年，研究人员曾通过从一具立陶宛木乃伊中提取的DNA，将天花出现的时间定格在17世纪[2]。“我们的研究表明，在再早1000年的维京时代，天花病毒已经在欧洲大量传播了。”哥本哈根大学演化遗传学家Martin Sikora表示。

　　过去十年间开展的古DNA分析，一夜之间改写了许多传染病的历史 ，天花只是其中一例。

　　今年早些时候，一项研究[3]报道称，曾被认为在9世纪左右在人类中出现的麻疹病毒，可能在公元前第一个千年就跑到人类身上了；该麻疹病毒的序列似乎也在同期与感染牛的近缘牛瘟病毒（现已根除）分化开来。2018年，Sikora的团队证明乙肝从5000年前的青铜时代就开始感染人类了[4]；2015年，该团队曾报告鼠疫的起源也较早——鼠疫是由鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）导致的疾病[5]。

　　并非所有的遗传学研究都会将疾病起源往前推：2014年，德国领导的一支团队报道称，肺结核感染人类的时间还不到6000年，远非公认的12000年，更不要说之前提出过的70000年了[6]。

　　这些发现正在动摇研究人员对于疾病如何在历史进程中影响人类种群的认识，美国印第安纳大学鼠疫史学家Ann Carmichael说。DNA证据显示，鼠疫和乙肝这类疾病与大规模史前迁移事件有关——现在看来，天花病毒似乎也是如此。究竟是迁移将疾病带到了新的地区，还是疾病出现致使人们背井离乡，是一个考古学家、历史学家和遗传学家都希望能回答的问题。

　　DNA证据还为了解古代天花的毒力提供了线索。比如最新研究显示，维京人携带的是一种已经灭绝的天花病毒谱系，与现代毒株很不相同。下一步工作是将遗传学与历史和考古学相结合，丹麦奥尔胡斯大学考古学家Søren Sindbæk说。“我们可以开始在人类尺度上确定这些事件了，”他说，“接下来，高时间分辨率对于改写人类历史至关重要。”

　　古病原体基因组

　　在古DNA技术革命开始前，研究人员必须检验骨架或是偶尔通过木乃伊寻找关于疾病的有形证据，比如发现麻风或梅毒的明显迹象，并与历史记录交叉对照。但是，许多感染并不会在骨骼上留下可见的印迹。其他能显示某些疾病年代的间接线索来自于对人类保护性突变的年代和地理分布进行估计：比如红细胞缺少“Duffy抗原”的人对间日疟原虫（Plasmodium vivax）有一定的抵抗作用。

　　从1990年代起，研究人员能够发现残骸中的病原体DNA片段。过去十年里，新一代DNA测序仪可以读取大量短片段，这种方式适用于为经过几十万年破坏的DNA重新测序，可以帮助研究人员重建古代病原体的全基因组。2011年，科学家发表了第一个此类基因组——鼠疫耶尔森菌的基因组[7]。该基因组提取自伦敦一墓地发掘的四具骸骨，该墓地埋葬了14世纪数千名死于黑死病的感染者。

这是位于英国牛津的一处维京时代大型墓地，在其中一名埋葬者中发现了天花病毒的DNA。来源：Thames Valley Archaeological Services

　　上述天花研究组成员、英国剑桥大学演化遗传学家Eske Willerslev说，现在筛查古人类遗骸中的已知病原体已经是惯例了。刚开始，这种筛查只是研究维京人群在公元第一个千年晚期迁徙项目[8]的一个分支，没想到最后发展成颇具规模的一类分析了。

　　研究人员筛查了生活在32000年前至150年前欧亚大陆和美洲的1867例个体的DNA，并在26例个体中发现了类似现代天花毒株的DNA片段 ，其中13例能追溯到原始遗骸，研究人员通过目标捕获技术提取了更多的天花病毒DNA——该技术利用实验室合成DNA识别骨骼或牙齿中的相似DNA链。（研究人员的焦点集中在颞骨岩部（petrous bone）——颅骨靠近耳朵的部位，这里被认为是古DNA的很好来源，因为它是最致密的哺乳动物骨骼，能很好地保存人类DNA。但病原体出现在牙齿中的可能性更大，因为流经牙齿的血液更多，Willerslev说。）

　　这其中的11例个体可追溯至公元600年至1050年左右，与维京时代重叠，这些个体来自今天的斯堪的纳维亚、俄罗斯和英国。其中一例发掘自英国牛津的一座大型墓地，被认为死于1002年的圣布莱斯日大屠杀（St Brice’s Day Massacre）——英格兰国王埃塞尔雷德二世（Ethelred the Unready）下令将丹麦人赶尽杀绝。

　　4例维京时代个体为研究人员提供了大量病毒DNA，足以重建出近乎完整的天花病毒基因组。这些基因组再被用来与现代天花病毒序列做比对。没有想到的是，感染维京时代样本的病毒谱系并不是19世纪和20世纪谱系的直接祖先。“这是另外一条演化轨迹，在某个阶段绝迹了，据我们所知，如今已经完全不在了。”Sikora说。

　　研究人员利用“分子钟”的方法对该谱系树进行溯源：他们测量了古代和现代谱系间的差异，再根据遗传学差异的积累程度计算出距离两种谱系分离已经过去了多长时间。分析显示，它们的最近共同祖先大概出现在1700年前