6 Minutės
Nauji dantų mėginių DNR tyrimai, gauti iš masinių kapaviečių prie Vilniaus, perrašinėja medicinos istoriją apie Napoleono 1812 m. pasitraukimą iš Rusijos. Vietoje dažnai minimo epideminio tifuso, mokslininkai aptiko genetinius paratyfo (paratifo) ir utėlėmis plintančios pasikartojančios karštinės (Borrelia recurrentis) pėdsakus — ligas, kurios greičiausiai pagreitino jau ir taip išsekusios armijos žlugimą.
Senovės genomai pasako kitokią istoriją
2001 m. archeologai netoli Vilniaus atkasė keliasdešimt lavonų masinėse kapavietėse — tai likučiai iš daugiatautės Grande Armée, kuri vėlyvą 1812 m. rudenį traukėsi iš Maskvos. To meto gydytojai fiksavo karščiavimą, galvos skausmus ir odos bėrimus, suderinamus su epideminiu tifusu, tačiau neseniai atliktas metagenominis tyrimas, remdamasis senovine DNR (aDNA), atveria sudėtingesnį vaizdą.
Tyrėjai iš 13 karių dantų išskyrė genetinę medžiagą ir patikrino mėginius dėl patogenų DNR. Metagenomikos metodas – visos mėginio DNR sekoskaita ir palyginimas su žinomų mikroorganizmų duomenų bazėmis – nustatė Salmonella enterica, susijusią su paratifo karštine, ir Borrelia recurrentis, bakteriją, sukeliantį utėlėmis plintančią pasikartojančią karštinę. Svarbu paminėti, kad tyrimo metu nebuvo aptikta Rickettsia prowazekii DNR, klasikinio epideminio tifuso sukėlėjo.
Napoleono kariuomenės traukimosi iš Rusijos scena, 1812 m. (Ary Scheffer)
Kodėl šios infekcijos buvo reikšmingos
Paratifas, sukeltas tam tikro Salmonella enterica potipio, sukelia aukštą karščiavimą, pilvo negalavimus ir stiprų bendrą silpnumą. Tokie simptomai gali labai susilpninti kareivius, jau kentėjusius nuo bado, nuovargio ir šalčio. Borrelia recurrentis, plintanti per kūno utėles, sukelia pasikartojančius karščiavimus, intensyvų išsekimą ir silpninančius simptomus, kurie ilgainiui mažina fizinį pajėgumą ir morale. Net jei šios ligos pačios savaime nebūdavo greitai mirtinos, jos galėjo drastiškai sumažinti ištvermę, judrumą ir kovinę gebą, ypač esant ekstremalioms žiemos sąlygoms ir blogai mitybai.
Metagenominiai rezultatai suteikia papildomą įžvalgą apie infekcinių ligų vaidmenį istoriniuose kariniuose nuostoliuose. Šiuolaikiniai sekoskaitos įrankiai leidžia aptikti mikroorganizmų DNR fragmentus net ir po kelių šimtmečių, tačiau interpretuoti tokius duomenis reikia atsargiai: aptiktos rūšys, jų kiekis, genetinė būklė ir galimi užkrėtimo mechanizmai kartu sudaro sudėtingą paveikslą apie epidemijos tipą ir plitimą.
Nicolás Rascovan iš Institut Pasteur, vienas iš metagenomikos tyrėjo, teigia, kad „naudosimasis moderniomis sekoskaitos priemonėmis diagnozuoti dviem šimtmečiams užslėptas infekcijas yra išskirtinai galingas“. Tyrimas, paskelbtas Current Biology, argumentuoja, kad tikėtinas scenarijus apima kelis tarpusavyje veikiančius stresorius: ekstremalų nuovargį, šalčio poveikį, badą ir bent dvi infekcines ligas, veikusias sinergiškai.
Kapaviečių kontekstas taip pat palaiko ne kovinio pobūdžio mirties priežastis. Keli kūnai rasti uniformose ir su žirgais, o ginklų stoka rodo, kad šie kareiviai greičiausiai mirė nuo ligos ir išsekimo, o ne nuo mūšio sužeidimų. Tokie archeologiniai ir antropologiniai duomenys — drabužių, įrankių, palaidojimo mados ir skeletinių pažeidimų analizė — padeda susieti genetinę informaciją su socialiniais ir kariniais kontekstais.
Įrodymų ribotumas ir tolimesni veiksmai
Tyrėjai pabrėžia, kad iš 13 mėginių gauti rezultatai negali atspindėti visos armijos ligų profilio. Vilniaus kapavietėse tebėra daugiau nei 3 000 kūnų, ir kai kurie istoriniai šaltiniai vis dar sutampa su tifuso simptomatika tam tikriems aukoms. Plėtojant mėginių skaičių ir derinant genetinius radinius su archyviniais įrašais, galima nuosekliai sudaryti platesnį epidemijų žemėlapį per traukimosi periodą.
Ateities tyrimai galėtų pritaikyti gilesnę metagenominę sekoskaitą ir tiksline praturtinimo (targeted enrichment) technologiją, kad būtų atkasta retų ar mažos koncentracijos patogenų DNR. Tokios metodikos — pavyzdžiui, hibridizacijos užfiksavimo metodai, urmu siunčiantys bibliotekas per patogenų srovę — padidina jautrumą ir leidžia rekonstruoti pilnesnes senovinių mikroorganizmų genomines sekas. Be to, izotopinė analizė (anglies, azoto, sieros izotopai) ir paleopatologiniai tyrimai gali suteikti vertingų duomenų apie mitybą, migracijos modelius ir sveikatos būklę priešmirtiniais metais.
Sudėjus genetinius, isotopinius, paleopatologinius ir istorinius šaltinius, mokslininkai galės daug tiksliau atkurti, kaip infekcinės ligos, kartu su aplinkos ir logistikos iššūkiais, prisidėjo prie vieno žiauriausių karinių žlugimų istorijoje. Tokia tarpdisciplininė strategija, apimanti genetinę epidemiologiją, bioinformatiką, archeologiją ir istoriją, stiprina mūsų gebėjimą suvokti ne tik ligų biologiją, bet ir jų socialinius bei karinius padarinius.
Rekonstruojant senovines epidemijas ypač svarbu atsižvelgti į keletą techninių ir interpretacinių aspektų: pirmiausia, senovinės DNR degradacija dažnai lemia fragmentuotus ir chemškai modifikuotus molekulinius pėdsakus — dėl to būtinos griežtos kontrolės, įskaitant darbo su negatyvais, urvinių ir šiuolaikinių šaltinių kontrolinius mėginius. Antra, kritinis yra metagenominės bioinformatinės analizės žingsnis: duomenų filtravimas, įvertinant persidengimą su modernaus DNA artefaktais ir išoriniais užteršimo šaltiniais, gali užkirsti kelią klaidingoms identifikacijoms. Trečia, genetinių žymenų aptikimas turi būti interpretuojamas kartu su histopatologiniais bei archeologiniais radiniais, kad būtų galima skirtingai klasifikuoti aktyvias infekcijas, asimptomines nešėjų būsenas ar postmortem kontaminacijas.
Tyrėjų siūlomi žingsniai tolesniems darbams apima kelis svarbius veiksmus: didinti mėginių skaičių iš skirtingų kapaviečių sluoksnių, naudoti vietos ir kontekstinės informacijos duomenų bazes susieti genetinius radinius su galimo užkrėtimo laiku, taip pat taikyti tarptautinį ekspertų tinklą, apimantį mikrobiologus, archeologus, istorikus ir bioinformatikus. Tokiu būdu gaunamas holistinis vaizdas apie epidemijų dinamiką, perdavimo kelius (pvz., utėlės, užterštas maistas ar vanduo) ir socialinius veiksnius, tokius kaip maisto tiekimo grandinių sutrikimai, higienos sąlygos bei priverstinės migracijos poveikis.
Galiausiai, tokie tyrimai ne tik keičia mūsų supratimą apie specifinius istorinius įvykius — pavyzdžiui, Napoleono traukimosi 1812 m. metu patirtas tragedijas — bet ir prisideda prie platesnio supratimo apie tai, kaip epidemijos veikia karines pajėgas priešiškose aplinkose. Istorinė genomika ir metagenomika tampa svarbiais įrankiais rekonstruojant ligų istoriją, suteikiant naujų įžvalgų apie senovinius patogenus, jų evoliuciją ir žmogaus bei mikroorganizmų tarpusavio sąveikas per amžius.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą