【生命科学学院】吉林大学生命科学学院崔银秋教授联合军事科学院军事医学研究院病原微生物生物安全全国重点实验室崔玉军研究员团队,利用古DNA技术获得了东亚首个史前鼠疫耶尔森菌(简称鼠疫菌)基因组,并重建了距今约5300年前鼠疫在欧亚大陆的快速扩散过程。研究成果以“A prehistoric East-AsianYersinia pestisgenome and a ~5.3 ka trans-Eurasian expansion of plague”为题,发表于国际权威学术期刊《Nature Communications》。吉林大学生命科学学院鼎新博士后孙冰、军事医学研究院博士后武雅蓉(现任天津大学生命科学学院副教授)、吉林大学生命科学学院博士生张达轩和军事医学研究院博士生穆凯为共同第一作者,崔玉军研究员和崔银秋教授为共同通讯作者。


图1.古代鼠疫菌基因组的地理分布与系统发育关系
研究团队筛查了欧亚大陆东部1400例、跨度近8000年的古代人类遗骸,获得3个史前鼠疫菌基因组,其中包括东亚首个史前基因组和两个新的西伯利亚基因组。结合136株已发表的古今鼠疫菌基因组开展系统发育分析(见图1)。结果显示:来自斯堪的纳维亚、中欧和中国北方的史前鼠疫菌谱系在距今约5300年前由同一节点分化。谱系分化发生在数百年尺度内,而相关地点之间的地理距离超过7500公里。中国北方郑家沟遗址的CY470菌株与该节点最近共同祖先仅相差5个SNP,结合遗传距离、样本年代和地理距离,估算当时鼠疫长距离传播速率的中位数下限约为每年32.9公里。这一速度难以仅由啮齿动物的自然迁移解释,提示传播过程可能受到史前贸易、轮式交通等人类远距离活动的推动,并可能通过感染者、动物宿主、跳蚤或受污染物品等进行接力传播。研究还发现,LNBA⁺谱系早期集中出现了ymt基因获得、基因失活和基因丢失等变异,这些变异提示,后期蚤媒适应谱系的形成可能伴随着ymt基因获得及多种谱系特异性基因组重塑,而非仅涉及单一遗传变化(见图2)。受样本数量限制,史前鼠疫的具体传播媒介、临床表现和严重程度仍有待进一步研究。

图2.距今约5300年前鼠疫谱系的跨欧亚大陆分化与扩散
综上,本研究首次将东亚纳入史前鼠疫的古基因组研究框架,表明距今约5300年前鼠疫已实现跨越欧亚大陆的快速扩散,并揭示了鼠疫菌早期传播生态和适应性演化的重要变异。该研究为理解史前传染病传播、人群远距离交流及病原体演化提供了新的科学依据。
该项工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划及国家社科基金的资助。河北省文物考古研究院和俄罗斯科学院物质文化史研究所为本研究提供了珍贵的考古样本支持。该项工作是由吉林大学生命科学学院、军事科学院军事医学研究院、河北省文物考古研究院、河北师范大学历史文化学院、辽宁大学考古文博学院、俄罗斯科学院物质文化史研究所和吉林大学考古学院共同协作完成。
文章原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-75911-y#Sec27