科学家首次从7000年的牙齿中获得乙肝病毒DNA

七千年前，在德国中部的一个小村庄里，一个年轻人静静地躺在地上，不再呼吸。他大约25到30岁，可能是个农民。当时人们不知道他为什么这么年轻就去世了。多亏了现代强大的基因技术，它可以在7000年后为我们还原事情的真相——乙肝病毒感染了他的肝脏，结束了一段生命。

科学家如何通过时间和空间找到死亡原因？就在本周，科学家利用测序技术获得了乙型肝炎病毒的序列，这是迄今为止最古老的病毒DNA。这个序列取自年轻死者的牙齿。这立即在学术界引起了轰动。你知道，虽然在过去的几十年里，人们已经逐渐能够通过牙齿和骨头来测量人类的DNA，并且在最近几年，人们已经能够从牙齿和骨头中提取细菌的DNA，例如麻风病和疟疾，但是因为病毒的基因序列很小并且容易降解，人们最多只能得到几百年前的基因序列，更不用说7000年前了。这一发现可以说是测序史上的一个里程碑。

图|显微镜下的乙型肝炎病毒(橙色)

更有趣的是，这一序列是由两个研究小组同时测量的，而原材料来自不同的地理位置——这使得流行病学家们急于尝试，因为他们可以借此机会调查这一古老病毒在欧亚大陆的传播特征！

第一组由来自德国的本·克劳斯-乔拉和约翰内斯·克劳斯领导。他们从7000年前、5000年前和1000年前获得了三个乙型肝炎病毒序列。该结果首次在bioRxiv上发表。

另一个小组来自哥本哈根大学，由埃斯科·威勒斯列夫领导。他们获得了从青铜时代(公元前2500年)到中世纪的12个乙型肝炎病毒序列，并将结果发表在《自然》杂志上。

他补充说，科学家之所以能够通过牙齿和骨骼测量病毒序列，是因为乙型肝炎病毒进入人体后，可以通过血液循环到达身体的各个部位，并沉积在骨骼中。这使得病毒序列“幸运”被我们保存和发现。

然而，科学家检测到的乙肝病毒似乎有点奇怪。它们的序列更接近今天能感染黑猩猩和大猩猩的亚种，而不是今天能感染人类的亚种。科学家在五个序列中发现了上述结果。这些序列来自两个研究小组，在空间和时间上有很大的差异。它们分布在7000到3800年前的德国和波兰。几千年前，这种病毒在人类群体中肆虐，但后来它似乎突然改变了目标，将力量对准了猩猩。未解之谜是人类感染了猩猩还是猩猩感染了人类。这种病毒的传播途径是什么？与此同时，科学家发现了一种类似于乙型肝炎病毒的古老亚种，这种病毒现在感染了中亚的所有人类。这个亚种和当时欧洲流行的亚种有什么不同？这些都是谜语。

多尔蒂研究所的病毒学家玛格丽特·利特尔约翰评论道:“这项研究非常有趣，但是感觉更多的谜团接踵而至。”玛格丽特的研究领域是乙型肝炎病毒的起源和进化。

这一发现也让人们想起了原始人类的DNA。过去的“走出非洲”理论认为，人类起源于非洲，从非洲迁移到世界各地。然而，随着测序技术的发展，人们发现不仅有一群人“走出了非洲”，而且在非洲还产生了源源不断的不同种族，不断地向外迁移，甚至有些人会迁移回非洲。然而，这些来自非洲的“不同”种族不断被世界各地的新种族“取代”。最终幸存和繁衍的种族现在是我们，而大多数种族正面临灭绝。听起来像乙型肝炎病毒的种族进化。

这并不奇怪。克劳斯-乔拉说，与古代乙型肝炎病毒相比，现在乙型肝炎病毒的遗传多样性实际上是九根牛一毛。威勒斯列夫说，我们可以利用这种多样性来预测乙型肝炎病毒的未来进化。“这些数据提供了过去可能存在的病毒变体，这些变体将来可能会再次出现。”全球范围内，乙型肝炎病毒的感染率从英国的0.01%到南苏丹的22.38%不等，但加在一起，一年就能杀死90万人。预测它的变异对疾病的治疗至关重要。

古代DNA研究专家亨德里克·普瓦纳尔为实验提供了进一步的想法。他说，人们可能能够复活这些不同基因型的病毒，并进行动物实验，分别测试它们如何影响身体。这些病毒亚种是毒性更强还是更温和？它们是周期性的还是会导致特定的疾病？

两个团队都选择乙肝病毒作为研究对象是有原因的。首先，乙型肝炎病毒的遗传信息储存在脱氧核糖核酸中，所以人们可以利用成熟的古代脱氧核糖核酸测序技术获得序列，而核糖核酸比较容易降解，目前还没有好的古代核糖核酸测序技术。其次，乙型肝炎病毒会引起慢性感染，这样病毒就能有足够的时间跑进人体的骨骼中储存起来。

但是科学家也在考虑其他病毒，如疱疹病毒、能引起感冒的腺病毒、痘病毒等。很难再从骨头中提取病毒DNA，但幸运的是，人们可以通过“废品”来寻找。脱氧核糖核酸不是直接从分离的病毒、细菌和人体组织中提取的，而是将不同来源的脱氧核糖核酸混合在一起，并“毫无区别地”切成小块。如果我们最不需要的是人类的DNA，就像拼图一样，把人类的DNA片段拼接在一起。在这个过程中，没有被使用的DNA材料被称为“废品”，大量的信息可能隐藏在这些废品中。如果人类的脱氧核糖核酸能告诉我们死者是谁，病原体的脱氧核糖核酸能恢复死者生前的经历和死亡原因，那么也许两个不同种族之间的关系也可以通过病原体的传播来揭示，即使这两个种族没有交叉。

威勒斯列夫说，他们目前的工作是再次取出过去的样本，这次不是分析人类的DNA，而是分析各种病毒。“我可以说，至少10%的样本含有致病微生物，至少50%的牙齿样本有各种口腔感染。这些感染不是致命的，但显然它们对人体没有好处，”他说。“这背后的事实是，过去人们患有各种疾病。这真的打破了我对青铜时代的浪漫幻想。”