一项新的研究发现，内战时期的天花疫苗在基因上是相似的

世界各地的科学家目前正在热衷于开发一种有效的疫苗来对抗新冠肺炎，以遏制这场全球大流行，这场大流行已经夺走了全世界近600,000人的生命(而且还在不断增加)。与此同时，麦克马斯特大学(McMaster University)、悉尼大学(University Of悉尼)的科学家和费城穆特博物馆(Mütter Museum)的历史学家之间的合作，正在寻找潜在的线索。根据发表在基因组生物学杂志上的一篇新论文，他们分析了内战期间用于疫苗的天花病毒片段的基因组。

麦克马斯特古代DNA中心主任、进化遗传学家亨德里克·波纳尔在谈到这项研究背后的理论基础时说，了解这些病毒的历史、进化和作为疫苗发挥作用的方式在当代非常重要。这项工作指出了观察在野外发现的这些疫苗毒株的多样性的重要性。我们不知道有多少能提供交叉保护，以抵御范围广泛的病毒，如流感病毒或冠状病毒。

世界卫生组织在1979年宣布天花是一种被根除的疾病，许多人已经记不清它能有多大的破坏性了。它开始于高烧和严重呕吐，随后出现皮疹。受害者接下来会出现溃疡，最终结痂并脱落，在皮肤上留下疤痕。大约十分之三的感染者死亡，幸存者通常终身严重伤痕累累，有时甚至失明或永久残疾。

早在16世纪，中国人就给人们接种了天花疫苗。18世纪初的欧洲医生依靠各种疗法(使用天花来诱导免疫力)来控制天花的传播，在这种情况下，天花脓疱上的刮痕被抓到人的手臂上或通过鼻子吸入。虽然那些接受治疗的人确实出现了发烧和皮疹等常见的天花症状，但死亡人数要低得多。

到了18世纪末，英国和德国的一些医生注意到，感染了较温和的牛痘的人似乎对天花具有免疫力，而且有几种早期的人类疫苗接种测试。例如，1774年，英国多塞特郡一位名叫本杰明·吉斯特的农民成功地给他的妻子和孩子接种了牛痘疫苗。但将天花疫苗带入主流医疗实践的是英国医生爱德华·詹纳(Edward Jenner)。

詹纳也注意到感染了牛痘的挤奶女工基本上对天花免疫。1796年5月14日，他从一位名叫莎拉·尼尔姆斯的挤奶女工手上刮掉了牛痘水泡上的脓液。(圣乔治医学院图书馆里陈列着给尼尔梅斯染上牛痘的母牛布洛瑟姆的兽皮。)。然后，他给一个名叫詹姆斯·菲普斯(他的园丁的儿子)的小男孩接种了刮痕，结果是轻微发烧，但没有全面患病。随后，他让男孩多次接触天花病毒，但年轻的菲普斯从未患上天花。詹纳在发表他的发现之前，在另外23个受试者(包括他一岁的儿子罗伯特)上测试了他的方法。到了1840年，英国政府已经禁止了花卉种植，并向普通民众免费提供牛痘疫苗。

在美国南北战争(1861-1865)期间，天花被证明是肆虐联邦和邦联军队的祸害。除了隔离和焚烧受感染的衣服和毯子外，冲突双方的士兵都被要求接受天花疫苗接种，以控制疾病的传播。在现实中，这一要求在匆忙征募新兵时往往被忽视，尽管它仍然有助于遏制致命的疫情，并导致战争结束后美国平民广泛接种天花疫苗。结皮通常是从受感染的儿童、士兵甚至牛身上的牛痘结痂中收获的，然后送到军队外科医生那里。(在一个值得注意的例子中，从一名声名狼藉的年轻女子身上收集了一块外壳，她也感染了梅毒，从而将性病传播给了接种了这种材料的士兵。)。

根据这项最新研究的作者，费城是为大量伤病士兵提供服务的第二大医院城市。穆特博物馆--一个名副其实的病态好奇者的圣地--成立于1863年，用于收藏各种医疗文物和标本，用于研究和教学，包括天花疫苗接种工具包和相关仪器。后者包括可折叠的柳叶刀，用于混合液体的小玻璃板，以及用于存放结痂材料的锡盒。博物馆为这项研究提供了五个可追溯到19世纪中后期的疫苗接种试剂盒。四个包是皮革卷起的；第五个包里有一种被称为自动疫苗接种的工具。

科学家们从五个试剂盒中收集了九个病毒片段样本，然后重建并分析了它们的基因组。(他们甚至能够通过对没有明显生物残留物迹象的文物进行非破坏性采样来恢复病毒片段。)。目标是勾勒出内战时期疫苗中使用的天花病毒在整个天花病毒类别中的进化关系。

结果显示，一种特定的病毒株(VACV)在20世纪之前就在传播，并与1902年费城生产的一种商业生产的疫苗株密切相关。换言之，尽管一个多世纪以来疫苗没有标准化，但该地区医生在内战期间常用的病毒株之间几乎没有多样性。

此外，当时用于接种的牛痘菌株与引起天花的病毒有很远的亲缘关系。作者认为，它们缓慢的突变速度就是它们对天花提供保护的原因。这提供了一条有用的线索，说明从进化角度讲，疫苗必须与导致疾病的病毒有多近，才能有效地预防疾病。

研究人员还注意到这些工具包的结构与它们的内容物之间的相似之处-这些工具包是定制的，当时在目录中没有提供。他们总结道，在这个特殊的时代，接种疫苗是如何进行的，这是一个共同的智慧。事实上，病毒株的相似性，不仅来自这五个内战时期的试剂盒，而且来自1902年……。菌株，表明在费城地区可能有一个共同的物质来源。

作者相信，他们的工作为研究医学史指出了一种新的非破坏性方法。接种疫苗是一个美妙的过程，有着丰富的病史，我们应该庆祝，现供职于加拿大公共卫生机构的合著者安娜·达根(Ana Duggan)说。医学博物馆是我们过去和我们集体历史的令人难以置信的储存库。我们在这项工作中开发的新工具使我们能够开始调查医学来源、程序和技术是如何随着时间的推移而改变的。