从北高加索一具约1400年人骨中恢复的古老Erysipelothrix rhusiopathiae基因组

来自儿童遗骨的古老线索

在北高加索的一座山地墓地里，一名约10–11岁、死于约1400年前的女孩的骨架揭示了意想不到的故事。她受损的脊柱乍看之下像典型的结核病。但通过读取保存于其牙齿内的微量古DNA，科学家发现了另一位元凶：一种鲜为人知的动物源细菌，至今仍感染人类和家畜。这项工作展示了古DNA如何改写遥远过去的诊断，并照亮现代疾病的漫长历史。

早期中世纪畜牧社区的生与死

这名在考古学上被称为Sk213的女孩被埋葬在今天北高加索扎尤科沃村附近的一个简朴墓坑中。她所属的阿兰人是以务农和畜牧为生的群体，饲养牛、羊、山羊、马和猪。放射性碳年代测定将她的死亡时间定在公元574至668年之间。随葬品稀少：只有一只青铜耳环。加之粗糙的土坑葬，这些迹象表明她可能出身低下社会阶层，可能从事日常与动物及其产品密切接触的工作。

看似结核的骨损伤

对Sk213骨架的细致研究显示她胸椎中部和邻近肋骨存在严重病变。若干胸椎出现骨质被侵蚀的区域，其他椎体畸形或部分破坏，多根肋骨内侧覆盖有细薄的新生骨层。对专家而言，这种模式很像脊柱结核——一种缓慢侵蚀骨骼、最终可能导致残疾或死亡的慢性感染。因此，初步古病理学诊断指向了结核，这也是过去人群常见的祸害之一。

古牙内的DNA惊喜

为检验该诊断，研究团队钻取了女孩两颗牙齿并从内部髓质中提取粉末，该组织生前血供丰富，是捕获血源性微生物的绝佳陷阱。通过高通量测序，他们对存在的所有DNA片段进行了谱系编目并与现代数据库比对。令人惊讶的是，他们几乎没有检测到结核杆菌的遗传痕迹。相反，大量序列匹配到Erysipelothrix rhusiopathiae，这种细菌今日可在人类引起称为红皮病样感染（erysipeloid），并在猪与野猪中引起猪丹毒（swine erysipelas）。

附加检测确认这些细菌DNA确实是古老的：片段非常短，并带有典型数百年材料的化学损伤模式。同一菌株在两颗牙齿中独立出现，表明这种微生物在她生前就已在血液中循环，而非来自之后的土壤污染。在现代患者中，在血液中发现该细菌通常与严重、甚至致命的全身性感染相关。

连接人类与猪群的长寿谱系

研究者利用这些古DNA片段重建出几乎完整的细菌基因组，命名为ERA_01。随后他们将ERA_01与该细菌群超过500个现代基因组进行比较，其中许多来自世界各地的猪和野猪。ERA_01位于今日在欧洲和亚洲占主导地位的一个主要分支内。其已知最近的亲缘株是来自瑞典野猪和欧洲养殖猪的近代菌株，这表明该疾病谱系至少在过去1400年间一直在动物中循环，并偶尔溢出感染人类。

从遗传学角度看，ERA_01携带了使现代菌株致病的大多数相同基因，包括一种关键的表面蛋白，能帮助细菌附着宿主组织并避免被免疫细胞吞噬。它还带有对万古霉素的耐药基因迹象——这一强效抗生素的抗性特征远早于现代药物使用。定义“血清型”的一簇基因的差异暗示古菌株可能与野生动物中常见的类型相符，支持其来源于与狩猎或放牧的野猪/家猪接触的感染。

用新工具重新思考古老疾病

Sk213受损的脊柱很可能仍反映出一种严重、长期的感染，结核或相关细菌也可能同时存在。但其牙齿中大量的E. rhusiopathiae DNA，加上现代临床报告中该微生物对骨骼和椎体的侵袭，使得红皮病样感染——单独或与其他感染联合——极有可能在她的疾病和早亡中发挥了重要作用。更广泛地说，该研究展示了古DNA如何揭示过去疾病中的隐藏病原体，并表明一些今天困扰农民与屠宰场工人的动物源病原体自至少早期中世纪以来就一直伴随人类畜牧社会活动。

引用: Kritsky, A.A., Berezina, N.Y., Ivanova, A.O. et al. An ancient Erysipelothrix rhusiopathiae genome recovered from 1400-year-old human remains in the Northern Caucasus. Sci Rep 16, 7097 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37742-1

关键词: 古DNA, 人畜共患病, 红皮病样感染, 古病理学, 中世纪高加索