Các chủng biến dị sớm của vi khuẩn Yersinia pestis (gây bệnh dịch hạch) ở lục địa Âu - Á cách đây 5000 năm.

Bệnh dịch hạch do vi khuẩn Yersinia pestis (vi khuẩn hình que họ Enterobacteriaceae) gây ra và lây trực tiếp qua tiếp xúc giữa người với người (bệnh dịch hạch thể viêm phổi) hoặc qua bọ chét như một vec tơ thông thường (bệnh dịch hạch thể hạch hoặc thể máu) (Treille và Yersin, 1894).
Lịch sử biết đến 3 đại dịch về bệnh dịch hạch: (1) Đại dịch đầu tiên, bắt đầu với Bệnh dịch hạch Justinian (541 - 544 sau Công nguyên), nhưng tiếp tục không liên tục cho đến năm 750 sau Công nguyên;    (2) Đại dịch thứ hai, bắt đầu với Cái Chết Đen (Black Death)  ở châu Âu (1347 - 1351) và bao gồm các đợt liên tiếp, như Đại dịch hạch lớn (Great Plague) (1665 - 1666 ), cho đến thế kỷ 18.
Đại dịch thứ ba, xuất hiện ở Trung Quốc vào những năm 1850 và bùng phát ở đó trong một trận dịch lớn vào năm 1894 trước khi lan rộng khắp thế giới như một loạt dịch bệnh cho đến giữa thế kỷ 20 (Bos et al., 2011; Cui et al., 2013; Drancourt và cộng sự, 1998; Harbeck và cộng sự, 2013; Parkhill và cộng sự, 2001; Perry và Fetherston, 1997; Wagner và cộng sự, 2014). Sự lan rộng trước đó như Bệnh dịch hạch ở Athens (430 - 427 trước Công nguyên) và Bệnh dịch hạch Antonine (165 - 180 AD) cũng có thể xảy ra, nhưng không có bằng chứng trực tiếp nào cho phép tự tin quy kết cho vi khuẩnY. pestis (Drancourt và Raoult, 2002; McNeill, 1976).
 

Bệnh dịch hạch ở khu vực Âu - Á giai đoạn đồ Đồng (3000 BC- 800BC).


(A) Bản đồ khu vực Âu - Á chỉ ra vị trí, niên đại C và văn hóa chứa các mẫu xương răng được xác định là nhiễm Y.pestis.
(B) Mộ số 4 thuộc di chỉ Bulanovo. Ảnh chụp bởi Mikhail V. Khalyapin

Năm 2015,  Tiến sĩ. Simon Rasmussen, trung tâm phân tích di truyền,  Đại học kĩ thuật Đan Mạch,  cùng các nhà di truyền,nhân chủng học Đại học Copahagen, Đan Mạch và  nhóm nhà nghiên cứu Nga, Anh, Mỹ  qua phân tích ADN trên răng người cổ của 101 cá thể thuộc Châu Âu và châu Á giai đoạn Đồ Đồng có niên đại từ 2800 năm - 5000 năm, cho thấy 7 cá thể mang cấu trúc gen của Yersinia pestis  (Y.pestis).  Bằng việc giải mã bộ gen, nhóm nghiên cứu  thấy rằng các chủng vi khuẩn cổ gây bệnh dịch hạch  này là cơ sở cho tất cả vi khuẩn Yersinia pestis  được biết cho đến nay. Ước tính tuổi của tổ tiên gần đây nhất của tất cả Y. pestis khoảng 5.783 năm dựa vào đồng hồ phân tử hiệu chỉnh. Hơn nữa, bằng cách sử dụng dữ liệu ADN cổ được đánh dấu tạm thời, họ có thể rút ra chuỗi thời gian để bắt các phân tử yếu tố gây bệnh và hệ thống tránh miễn dịch tạo điều kiện cho sự tiến hóa từ một loại vi khuẩn ít độc lực hơn với tiềm năng gây bệnh, như Y. pseudotuberculosis (vi khuẩn gây sốt phan ban đỏ), một trong những vi khuẩn nguy hiểm nhất mà con người từng gặp phải.
Từ những phát hiện trên , nhóm nghiên cứu kết luận rằng tổ tiên của các chủng Y. pestis còn tồn tại vào cuối thiên niên kỷ thứ 4 trước Công nguyên và được lan rộng khắp Âu - Á từ ít nhất là đầu thiên niên kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Sự xuất hiện của bệnh dịch hạch ở các cư dân  Âu - Á thời đại Đồ Đồng mà họ đã lấy mẫu (7 trong số 101 cá thể) cho thấy rằng  đây là bệnh đặc hữu ở khu vực Âu - Á và  phổ biến sớm hơn ít nhất 3.000 năm so với lịch sử ghi chép. Tuy nhiên, dựa trên sự vắng mặt của các gen độc tố với chuột (gen ytm), không giống như các chủng Y. pestis sau này chịu trách nhiệm cho đại dịch thứ nhất đến đại dịch thứ ba, các chủng Y. pestis cổ này  không có khả năng gây ra bệnh dịch hạch thể hạch, mà chỉ gây ra bệnh dịch hạch thể phổi và thể máu. Những bệnh dịch sớm này có thể là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm dân số vào cuối thiên niên kỷ thứ 4 đầu thiên niên kỷ thứ 3 trước Công nguyên (Hinz et al., 2012; Shennan et al., 2013).
Cùng với các minh họa gần đây về các hệ gen cổ đó là cư dân thời đại Đồ Đồng khu vực Âu - Á được đặc trưng bởi sự di cư dân số quy mô lớn, sự hòa huyết và thay thế (Allentoft et al., 2015; Haak et al., 2015), đi kèm với những thay đổi kinh tế và xã hội được mô tả sâu sắc ở khía cạnh khảo cổ học (Anthony, 2007; Kristiansen và Larsson, 2005). Theo những phát hiện của nhóm nghiên cứu, có thể thấy rằng sự bùng phát bệnh dịch hạch có thể được tạo điều kiện thuận lợi bởi các sự kiện dân số tăng,  tập trung cao. Tuy nhiên, dữ liệu của nhóm nghiên cứu cho thấy rằng Y. pestis đã không thích nghi hoàn toàn như một mầm bệnh động vật có vú từ bọ chét cho đến đầu thiên niên kỷ thứ 1 trước Công nguyên, gây ra các đại dịch bệnh dịch hạch trong lịch sử. Đồng thời nghiên cứu cũng cho thấy rằng chủng Y. pestis truyền qua bọ chét mang tính độc, gây ra đại dịch hạch  thể hạch lịch sử tiến hóa từ dòng  Y. pestis ít độc hơn đã   nhiễm vào quần thể dân số cổ từ lâu trước khi có ghi nhận bằng chứng lịch sử về sự bùng phát bệnh dịch hạch.
 
Nguồn tham khảo:
https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(15)01322-7

Người dịch: Minh Trần