来自前哥伦布时期玻利维亚木乃伊的化脓性链球菌古基因组

为何一例古老的喉咙感染今天仍重要

我们大多数人知道化脓性链球菌是咽喉炎的病原体，极少数情况下还会引发坏死性筋膜炎或中毒性休克。本研究提出了一个看似简单但影响深远的问题：这种微生物与人类共同生活了多久？在现代医学与全球交通改变世界之前，它是什么样子？通过读取保存在一具前哥伦布时期玻利维亚木乃伊体内的DNA，研究人员重构出该病原体已知最古老的基因组之一，揭示了古代健康状况、人类迁徙以及传染病的深层渊源。

一具木乃伊、一颗牙齿与潜伏的感染

故事始于一具来自玻利维亚高原的自然干燥木乃伊，一名年轻男子，埋葬年代为公元1283至1383年，早在欧洲人抵达美洲数百年之前。他的遗骸收藏于拉巴斯的博物馆。放射性碳定年确定了年代，而牙齿中的化学信号显示其饮食以玉米为主、肉类摄入少，这与高海拔定居农耕生活相符。科学家们谨慎地在其一颗牙齿上钻取样本，针对牙髓内层——曾经有血液流经、循环微生物可能被捕获并保存的部位。

重建一株久已失落的微生物

从这极小的样本中，研究团队提取了所有存在的DNA并进行了无靶向的测序。大部分遗传物质来自细菌，其中包括若干能致病的物种。其中，化脓性链球菌在该古样本中检出量异常高。研究人员使用先进的组装方法拼接出该细菌近乎完整的基因组，质量标准与现代微生物基因组的要求相当。他们还确认这些DNA带有埋葬数世纪后预期出现的微小化学损伤图谱，从而支持其真实性——确系古代DNA。

这株古菌可能具备的能力

得到了基因组后，作者将其与全球大量现代化脓性链球菌株进行比较。该古株携带许多今天株用于附着咽喉、逃避免疫系统并损伤宿主组织的遗传工具，包括典型的M蛋白和T表面蛋白、滑润的多糖荚膜以及强力的溶细胞毒素。其遗传谱系显示它更像一株“咽喉专性”菌株，更可能引起咽炎而非皮肤感染，这与有利于咽炎暴发的安第斯高原寒冷、干燥且人群密集的环境相符。有趣的是，该菌株还携带可将某些抗生素泵出细胞的基因，表明抗性机制在现代药物使用出现之前就已存在，可能是由微生物之间的自然竞争塑造的。

缺失的毒素与更温和的流行

尽管武器库相当广泛，这株古菌缺少若干在现代与猩红热及严重侵袭性疾病相关的超强毒素。这些毒素通常由会插入细菌基因组的噬菌体携带。玻利维亚株确实包含此类病毒元素，但这些元素似乎不含那些特定的毒素基因。这提示尽管该细菌显然能致病，但我们今天所惧怕的那些由毒素驱动、爆发性的严重疾病，可能是在随后细菌与噬菌体之间的基因交换之后才变得常见的。

一种熟悉病原体的深远历史

通过构建包含该古株、其近亲及相关物种的家系树，研究人员估计所有已知化脓性链球菌的共同祖先约在一万年前存在，而大多数现代谱系在过去约五千五百年里随着人类人口的增长、集群与联系而分化。玻利维亚株位于当代多样性的基底，暗示某些谱系可能已灭绝或尚未被采样。对非专业读者而言，结论是：咽喉炎及相关疾病在人类历史中根基深厚，早在殖民接触之前就已存在，古代DNA能揭示熟悉的微生物如何与我们共同演化，受我们生活方式变化的影响并反过来塑造我们的历史。

引用: Valverde, G., Sarhan, M.S., Cook, R. et al. An ancient genome of Streptococcus pyogenes from a pre-Columbian Bolivian mummy. Nat Commun 17, 4516 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71603-9

关键词: 古代 DNA, 化脓性链球菌, 前哥伦布时期美洲, 木乃伊微生物组, 病原体演化