Натуральная оспа поражала людей со времен Древнего Египта

Искорененная в настоящее время оспа была одной из самых страшных болезней; в XX веке она унесла жизни не менее 300 миллионов. Практика вакцинации против оспы, введенная Эдвардом Дженнером в 1796 году, быстро распространилась, однако в конце XIX века болезнь все еще была эндемичной в Европе и во многих других регионах. Активные кампании вакцинации в ХХ веке привели к ликвидации оспы к 1980 году. Перед ее исчезновением циркулировали две линии вируса оспы (VARV), P-I и P-II, причем последняя включала штаммы аластрима (белой оспы или малой оспы, variola minor), которые вызывают гораздо менее тяжелую болезнь.

Сроки появления вируса оспы в качестве патогена человека оставались предметом дискуссий. Некоторые исторические источники предполагают, что она существовала в Египте и Азии еще 3 500 лет назад. Об этом свидетельствуют, в частности, находки египетских мумий со следами, похожими на папулы оспы. Однако молекулярное датирование и филодинамический анализ указывали на более позднее происхождение «современного» вируса. Штаммы оспы, которые передавались в эпоху викингов (600–1050 гг. н. э.), вымерли и не стали прямыми предками современных линий (подробнее на PCR.NEWS). То же самое произошло с линиями вируса, которые были секвенированы из археологических останков XVII и XVIII веков (такие линии называют историческими VARV). Молекулярное датирование показало, что исчезновение обеих линий произошло до начала кампаний вакцинации.

В новой работе итальянские ученые объединили 56 геномов вируса оспы (4 древних, 2 исторических, 48 современных и 2 образца со спорной датировкой). Филодинамический анализ показал, что небольшая часть генетических компонентов, обнаруженных в геномах эпохи викингов, сохранялась до XVIII века. Две основные «современные» линии VARV разделились до начала глобальной вакцинации против оспы, в то время, когда резко возросла численность и миграционная активность населения. Уже после разделения штаммы прошли через «бутылочное горлышко», вызванное вакцинацией, и сокращение было более экстремальным для линии P-I (большая оспа), чем для линии P-II (малая оспа). Это можно объяснить в целом более низкой вирулентностью линии P-II и поддержанием ее передачи на низком уровне в некоторых географических областях (например, в Западной Африке, откуда она достигла Южной Америки). В то же время P-I представляла собой эпидемическую, высоковирулентную линию, была быстро распознана и уничтожена с помощью изоляции и карантина.

При моделировании исследователи учли феномен отрицательного масштабирования расчетной скорости эволюции вируса, зависящей от промежутка времени, в течение которого она измеряется (зависимость скорости эволюции от времени, time-dependent rate phenomenon, TDRP). Он может исказить результаты молекулярного датирования. TDRP мало влияет на временные оценки недавних событий, но при оценке событий далекого прошлого на него необходимо вводить поправку.

Исследователи оценили время появления самого последнего общего предка (TMRCA) разных групп вируса. По их расчетам, общий TMRCA современных и исторических VARV циркулировал 448 лет назад, а TMRCA только современных вирусов оспы — 332 года назад, что согласуется с предыдущими оценками. Однако TMRCA всех геномов VARV циркулировал не позднее, чем 3800 лет назад. Для сравнения, исследователи оспы викингов в 2020 году показали, что общий предок вирусов оспы мог существовать 1700 лет назад. Новая работа отодвинула его появление еще на два тысячелетия в глубь веков.

Вирус натуральной оспы отделился от линии, включающей также вирус оспы верблюдов (TATV) и вирус оспы песчанок (CMLV), примерно 7700 лет назад. Это не означает, что в это время он и проник в человеческую популяцию — распространение VARV могло произойти в период между отделением от линии TATV/CMLV и его расчетным TMRCA (от 8000 до 4000 лет назад). Ученые также датировали расхождение TATV и CMLV — примерно 3800 лет назад.

В случае VARV новые временные рамки согласуются со свидетельствами существования оспы в Древнем Египте и в Азии второго тысячелетия до нашей эры. Основной аргумент против распространения оспы в Древнем мире — отсутствие упоминаний о ней в документах Древнего Египта и других ранних источниках, таких как Ветхий и Новый Заветы или труды Гиппократа. Однако характер инактивации генов, обнаруженный в геномах древних VARV, позволяет предположить, что оспа в те времена могла быть легким заболеванием, не привлекающим внимания грамотных людей. Исследование итальянских ученых подтверждает, что эта болезнь преследовала человека с древних времен.