Why did smallpox kill such a large proportion of Indigenous people?

Indigenous populations had no prior exposure to smallpox, so their immune systems had no learned response. In immunologically naive populations, transmission is faster and mortality far higher than in populations with partial immunity from prior exposure.

What is a viral phylogenetic tree and why does it matter here?

Phylogenetics reconstructs evolutionary relationships by comparing DNA sequences. CAM9's position between pre-contact European strains and later colonial-era variants confirms it is an early arrival — not a re-introduction — and fills a gap in the viral family tree.

Will this approach find other colonial-period pathogens in the Americas?

The bioinformatic pipeline that found CAM9 screens for multiple pathogens simultaneously. The same dataset could reveal other diseases in the Camarones 9 population. Researchers have called for expanded analytical infrastructure across Latin America.

智利兩具木乃伊保存首個遺傳證據，證明天花來自歐洲

五個世紀以來，美洲史上最嚴重的疫病始終缺乏分子層面的記錄。歷史文獻描述了這種疾病如何橫掃阿茲特克、瑪雅和印加帝國；人口紀錄追蹤了其崩潰過程，但卻從未在最初接觸時期找到病毒本身的證據。兩具木乃伊改變了這一切。

他們的骨骼，在智利北部極端乾燥的環境中保存完好，包含可識別的天花病毒（Variola major）碎片。這一發現是首次分子證據，確認天花從歐洲傳入美洲。由都柏林聖三一學院的布魯諾·羅梅羅·岡薩雷斯領導的研究團隊，成功提取出具有獨特性狀的病毒DNA，甚至需要為其指定新的菌株命名：CAM9。

病毒DNA如何在骨骼中存活

這兩名個體——一位估計30至35歲的女性和一位約18至20歲的男性，是在智利北部太平洋沿岸的卡馬羅內斯9號考古遺址被發現的。他們的保存完全是自然過程：該地區極端乾燥的環境使得他們的遺骸在分子層面上保持完整，足以讓有機物質存活下來。

研究團隊最初並未專門尋找病原體。羅梅羅·岡薩雷斯正在處理骨骼樣本以獲取人口祖源數據時，應用了一種生物信息學管道來掃描原始DNA讀數中的病原體特徵。該軟件在兩具木乃伊中都發現了病毒材料。經過測序並與已知的天花病毒基因組比較後，結果顯示這兩名個體是同一場爆發的受害者——他們的病毒基因組幾乎完全相同，排除了分別感染的可能性。

這項工作是在智利大學康斯坦薩·德拉富恩特·卡斯特羅教授的密切合作下完成的。她指出技術難度：處理經歷數百年化學損傷且濃度極低的古代DNA，需要高靈敏度的檢測方法和謹慎的系統發生分析以避免誤分類。

CAM9揭示的傳播過程

新菌株的演化位置是這項研究的核心。在病毒系統發生樹中，CAM9位於歐洲中世紀與後期殖民時期變異體之間——正好是一種新來者應有的位置：它尚未積累美洲多代傳播過程中的突變。

「歷史記錄可以廣泛捕捉過去發生的事，但並不一定在地方層面上非常準確。」都柏林聖三一學院的納加古梅博士說道，他是該研究的共同作者之一。

從數據中浮現的演化時間線可分為三個階段。在歐洲接觸之前，天花病毒在舊大陸密集人口中快速演化。17至18世紀殖民時期疫情高峰期間，演化速率減緩——病毒似乎已達到在無先前免疫力的人群中最適傳播的狀態，選擇壓力暫時緩解。後來，隨著疫苗接種減少易感宿主數量，演化速度再次加快，病原體為了逃避部分免疫而不斷適應。

這些基因組代表的災難規模

天花引發的疫情重塑了兩大洲的人口歷史。該病及其帶來的殖民擾動導致原住民死亡率估計高達90%，其中約400萬人死亡可直接歸因於此病毒。這種疾病經常先於殖民軍隊到來，通過現有原住民貿易網絡傳播，在軍事對抗前削弱了抵抗力。

卡馬羅內斯9號遺址並無天花爆發的歷史記錄，這一點CAM9基因組本身無法解答：病毒如何從最初引入點向南傳播如此遠的距離？研究人員推測它可能通過同樣的貿易網絡傳播——與殖民記錄中可見的疫情擴散速度一致。

此證據仍留下的疑問

這項研究基於單一遺址的兩名個體。這足以確立CAM9的存在和演化位置，但不足以判斷天花在美洲發生了多少次獨立引入、傳播速度如何，或是否代表最初引入而非後續波及。

如此古老樣本的古代DNA碎片化且濃度極低，這意味着檢測依賴於已知病原體家族訓練的計算工具。對於新菌株——如CAM9——需要謹慎的系統發生分類才能確信識別。將需要其他遺址和時期的基因組，才能追蹤完整軌跡。

兩具木乃伊的年代範圍大約在1492至1631年之間，長達近140年，這使得確切判斷卡馬羅內斯9社區遭遇爆發的時間存在不確定性。該遺址靠近太平洋沿岸，暗示病毒可能通過海上貿易路線到來，但此說法缺乏佐證仍屬推測。

關於天花與美洲的常見問題

為什麼天花會造成如此大比例的原住民死亡？美洲原住民從未接觸過天花或其近親病毒，因此他們的免疫系統沒有學習到應對機制。當一種病毒進入免疫缺乏的人群時，傳播速度更快且死亡率高於那些因先前接觸而擁有部分免疫力的人群。如此規模的死亡是將病原體引入從未遇到過它的人群的直接結果。

什麼是病毒系統發生樹？為何此處重要？系統發生學通過比較樣本中的DNA序列來重建演化關係。新近出現的菌株與祖先序列相比突變較少；衍生菌株則帶有更多突變。CAM9位於接觸前歐洲菌株和後期殖民時期變異體之間，證實它是早期到達者——而非後續波及的再引入。其在病毒家族樹中的位置此前空缺。

這種方法能否發現美洲殖民時期的其他病原體？用於識別卡馬羅內斯9號樣本中天花病毒的生物信息學管道，最初設計即可同時檢測多種病原體。提供CAM9基因組的同一數據集可能包含影響同一人群的其他傳染病證據。研究團隊呼籲拉丁美洲各機構增加資金和分析基礎設施，以便未來殖民時期考古遺址的發現能在發現國得到分析與保留。

這項研究發表在《Science》雜誌上。CAM9基因組預計將作為後續比較工作的錨點，隨著大陸其他殖民時期遺骸通過類似方法篩查。

參考文獻：Romero González等，《古老天花病毒基因組揭示歐洲殖民如何將疾病帶入美洲》，Science，2026。DOI: 10.1126/science.aee6957

標籤: 考古學, 古代DNA, Bruno Romero González, CAM9, Camarones 9, smallpox