Древняя ДНК может раскрыть источник опустошительной эпидемии, уничтожившей коренные народы Мексики, – вспышки сальмонеллеза.
Cocoliztli, эпидемия, опустошившая ацтеков в 16 веке, началась с лихорадки и головной боли, по словам Франсиско Эрнандеса де Толедо , испанского врача, который был свидетелем второй эпидемии среди ацтеков в 16 веке. Жертвы страдали от ужасной жажды. Боль исходила из живота и груди. Их языки почернели. Их моча стала зеленой, затем черной. На их головах и шее вырвались большие твердые шишки. Их тела стали темно-желтыми. Начались галлюцинации. Наконец, кровь хлынула из глаз, рта и носа. Всего через несколько дней с начала заболевания они умерли. Была ли это вспышка сальмонеллеза?
Загадочная эпидемия ацтеков: вспышка сальмонеллеза?
Маловероятно, что читатель знает кого-то, кто умер подобным образом. В 1547 году в высокогорьях Мексики было столь же маловероятно, что смерть не была именно такой. Восемьдесят процентов коренных жителей Мексики , 12-15 миллионов жертв, целые семьи и деревни, умерли в мучениях.
Семья из десяти человек — бабушки и дедушки, родители и братья и сёстры — может сократиться до пяти человек за три-четыре дня. Затем, через два дня, до двух: последний член семьи бежит за водой, чтобы позаботиться о своём брате или сестре. Возможно, в конце концов ей тоже становится плохо и она впадает в бред. К концу недели, если она поправляется, худая и слабая, она обнаруживает себя в безмолвном доме, а тела её бабушки и дедушки, родителей и братьев и сестёр похоронены в братской могиле. Растерянная и травмированная, она живёт в практически пустой деревне.
Первые коколизтли начались в 1545 году, через 26 лет после вторжения Эрнана Кортеса в самое сердце империи ацтеков в 1519 году. В 1520 году оспа унесла жизни восьми миллионов коренных жителей и значительно облегчила Кортесу путь к победе. Однако, когда в 1545 году люди начали умирать, причиной была не оспа. Казалось, никто не знал, что это такое, и этот вопрос оставался нерешённым почти пятьсот лет.
Обнаружены доказательства вспышки сальмонеллеза
Ответ, возможно, был получен из зубов двух человеческих останков, недавно раскопанных на кладбище под площадью в Тепосколула-Юкундаа, Мексика. Во время захоронений на этом месте жили миштеки, народ, плативший дань ацтекам, известным как мешика. Как и все коренные народы, миштеки также были истреблены коколицтли. В крови погибших на момент смерти присутствовала сальмонелла энтерика серовар паратифа C, возбудитель брюшного тифа.
Пути распространения сальмонеллеза
Бактерии Salmonella enterica существуют в 2600 вариантах или «серотипах». Большинство из них вызывают отравление сальмонеллой — крайне неприятное, но редко смертельное заражение нижних отделов кишечника. Существует всего четыре вида сальмонелл, вызывающих у человека тифоз: Salmonella enterica серотипа Typhi и Paratyphi A, B и C. Сегодня Salmonella enterica Typhi является самой серьезной из них: ежегодно ею заболевают 22 миллиона человек и умирают 200 000 человек, в основном в странах, которые испытывают трудности с поддержанием надлежащих санитарных систем. Paratyphi A и B также вызывают брюшной тиф, технически паратиф, но с меньшим количеством смертельных исходов. Интересно, что Paratyphi C встречается редко, и когда он все же вызывает заражение, то обычно не так серьезно, как другие тифозные сальмонеллы. На самом деле, Paratyphi C на первый взгляд не кажется вероятным кандидатом на ужасы коколизтли. Однако микробы, стремясь выиграть эволюционную войну, могут быть хитрыми.
Брюшной тиф человека передается через фекалии другого человека, в пищеварительном тракте которого находится возбудитель. Когда бактерии попадают в систему водоснабжения и используются в качестве питьевой воды или для полива сельскохозяйственных угодий, они могут попасть в желудочно-кишечный тракт другого человека.
Бактерии могут распространяться и по другому пути. До прихода испанцев в Теночтитлане была более развитая система санитарии, чем у европейцев , и по меркам XVI века он был безупречным городом. Человеческие экскременты собирали из общественных и частных туалетов, вывозили и использовали в качестве удобрения. Многие культуры и по сей день удобряют поля «нечистотами» . До появления теории микробов это казалось разумной и устойчивой сельскохозяйственной практикой.
Сегодня происхождение брюшного тифа хорошо известно. Также известно, что сальмонелла может долго сохраняться в окружающей среде. Например, исследования с томатами показали, что Salmonella enterica может жить на томатах в течение шести недель после полива водой, зараженной сальмонеллой.
Сальмонелла в организме человека
После проглатывания бактерии выживают в кислой среде желудка, достигают тонкого кишечника, обходят слой слизи, выделяя токсины, которые подавляют нормальный иммунный ответ, и проникают в клетки, выстилающие кишечник. Макрофаги, крупные иммунные клетки, которые обычно переваривают чужеродные микробы, устремляются внутрь и поглощают захватчиков. Для большинства бактерий это конец истории, но сальмонелла особенно хорошо оснащена. Попав внутрь макрофага, сальмонелла посылает химические сигналы, которые убеждают макрофаг инкапсулировать вторгшиеся бактерии мембраной, тем самым защищая их от поедания клеткой макрофага, в которую они вторглись. Находясь в безопасности внутри мембраны, бактерия размножается. В конце концов, она попадает в кровоток и лимфатическую систему, заражая желчный пузырь, печень, селезенку и тонкий кишечник, разрушая человеческие ткани везде, куда она попадает.
Обычный путь передачи брюшнотифозной сальмонеллы достаточно опасен, но древний Paratyphi C, возможно, имел в своём арсенале ещё несколько уловок. Одним из них мог быть SPI-7 , большая группа генов, обнаруженная у Paratyphi C и Typhi. Считается, что в форме, обнаруженной у Typhi, он усиливает вирулентность. У современного Paratyphi C SPI-7 имеет существенные отличия от SPI-7, обнаруженного у Typhi, которые, как считается, ограничивают способность Paratyphi C вызывать эпидемии.
В древней ДНК, обнаруженной на кладбище XVI века, также обнаружены различия в гене SPI-7 . Однако эти различия могли придать бактериям большую вирулентность, что увеличило вероятность стать источником эпидемии.
Сальмонелла Старого Света или сальмонелла Нового Света
Поскольку европейцы привезли с собой так много болезней, часто предполагалось, что именно они принесли коколизтли. Действительно, и испанцы, и привезённые ими рабы из Африки, хотя и были восприимчивы к болезни, страдали от неё гораздо меньше, чем коренное население.
Однако до недавнего времени предположение о происхождении инфекции в Старом Свете основывалось на догадках. Ситуация изменилась с новым открытием ДНК. В Тронхейме (Норвегия) геномный анализ зубов и костей молодой женщины, похороненной около 1200 года н.э., показал, что она, скорее всего, умерла от брюшного тифа, вызванного Salmonella enterica Paratyphi C.
От одного до шести процентов людей, заразившихся брюшным тифом, переносят заболевание бессимптомно. Для начала эпидемии достаточно одного солдата, колониста или раба, работающего на полях или обеспечивающего водоснабжение. Как и Тифозная Мэри , он или она может быть носителем инфекции всю жизнь, даже не подозревая об этом.
Анализ ДНК может даже ответить на вопрос о том, как сальмонелла изначально заразила население континентов Европы, Азии и Африки. Свиньи . Salmonella choleraesius , патоген, ориентированный на свиней, приобрел гены, позволившие ему инфицировать людей, в какой-то момент одомашнивания свиней. Он продолжал приобретать гены, позволившие ему более успешно развиваться в новом хозяине, так что в конечном итоге он стал похож на Salmonella enterica Typhi, хотя на самом деле у них нет общего предка.
Засуха и дождь: демографические данные о возможной вспышке сальмонеллеза
В 1545 и 1576 годах, когда начались две крупнейшие эпидемии, в Мексике наблюдалось повышенное количество осадков, перемежающееся с периодами сильной засухи . Дождевая вода могла смыть удобрения в систему водоснабжения. Впоследствии засуха могла привести к концентрации питьевой воды и содержащихся в ней бактерий. Современное исследование в Катманду, Непал, показало, что высокая концентрация бактерий Salmonella enterica в питьевой воде наблюдалась через один-два месяца после сезона муссонов. Исследователи пришли к выводу, что эффект концентрации наблюдался по мере сокращения водоснабжения.
Наконец, тяжесть заболевания, по-видимому, зависела от географического положения. Болезнь в основном поражала высокогорья Мексики. В частности, во время обеих крупных эпидемий коколизтли коренное население прибрежных районов было поражено болезнью меньше, несмотря на более частые и длительные контакты с выходцами из Старого Света. Остаётся лишь гадать, пришла ли зараза из-за океана, если только… сам контакт не снизил вирулентность болезни.
Возможно, за 31 год до появления первых коколизтли коренные народы, наиболее контактировавшие с новыми конкистадорами, были инфицированы более доброкачественной формой сальмонеллы, что дало их иммунной системе возможность снизить тяжесть коколизтли после её появления. В обзорной статье подробно описаны механизмы, действующие в иммунной системе при борьбе с брюшным тифом. Эти механизмы позволяют предположить, что такой сценарий, по крайней мере, возможен.
Вспышка сальмонеллеза: пятисотлетнее посмертное исследование?
Salmonella enterica Paratyphi C была представлена как вероятная причина одной из величайших трагедий в истории человечества , однако некоторые симптомы, отмеченные многими очевидцами того времени, такие как кровотечение из глаз, ушей и рта, зеленовато-черная моча и обширные опухоли на голове и шее, не соответствуют брюшному тифу. Возможно, еще предстоит узнать больше о генном коде Paratyphi и получить новое понимание того, как эти гены себя проявляют. Возможно, наблюдаемые чрезмерные симптомы являются реакцией человеческого организма, который тысячелетиями не эволюционировал совместно с бактерией. Или, возможно, существует другой, еще не обнаруженный патоген.
Вероятность того, что коренное население подвергалось атаке двух смертоносных микробов одновременно и неоднократно, представляется маловероятной, если только эти два микроба не выжили в одинаковых условиях окружающей среды и не объединились, создав ужасающие симптомы. Разве болезни распространяются таким образом? Возможно.
Мир микроорганизмов ещё многое предстоит изучить, и изучение взаимодействия патогенов с патогенами — одна из областей, которая всё ещё находится в зачаточном состоянии . Действительно, не основанные на ДНК вирусы невозможно было обнаружить теми же методами, что и Paratyphi C, поэтому нельзя исключать наличие сопутствующего вируса.
Кроме того, условия жизни многих коренных жителей резко изменились после испанского завоевания. Голод, засуха и суровые условия, несомненно, сыграли свою роль в гибели людей.
Спустя тридцать лет после первой эпидемии коколизтли другая сокрушительная эпидемия поразила то, что осталось от коренных народов. Погибло ещё два миллиона человек, пятьдесят процентов населения. Женщина, пережившая первую эпидемию, возможно, начала новую жизнь, но только для того, чтобы увидеть, как дети и внуки заболевают и умирают. Очевидцы того времени отмечали, что старшее поколение пострадало меньше, чем молодое, во время эпидемии 1576 года. Людей в возрасте сорока и пятидесяти лет было меньше. Очень многие умерли во время предыдущих эпидемий. Но у тех, кто остался, вероятно, был повышенный иммунитет к коколизтли. Умерла именно молодёжь. Трудно представить себе отчаяние тех, кто пережил это раньше и был вынужден снова столкнуться с потерей своих семей.
Тем не менее, причина, по которой женщина пережила первую эпидемию коколизтли, могла заключаться в особенностях её генетического кода – устойчивости к сильнейшей инфекции, которую она могла передать по наследству. Некоторые из её детей и внуков, возможно, пережили вторую крупную эпидемию коколизтли так же, как она пережила первую. В целом, к тому времени, как болезнь утихла в 1815 году, 90% коренных жителей Мексики уже исчезли.