古人类密质骨中梅毒螺旋体标志蛋白的鉴定：形态学与生物化学技术的突破性应用

本研究通过创新的形态学与生物化学技术，首次在13-19世纪欧洲古人类密质骨中鉴定出梅毒螺旋体（Treponema pallidum）的关键标志蛋白（47 kDa、17 kDa、15 kDa脂蛋白），解决了古代遗骸中特异性病原体诊断的难题。研究人员开发了基于胶原酶解和Western blot的蛋白提取技术，证实这些现代医学诊断标志物在古骨中仍稳定存在，为追溯梅毒演化史提供了直接分子证据，同时为其他古代传染病研究建立了新方法学范式。

　　

梅毒作为人类最古老的性传播疾病之一，其起源与传播历史长期存在争议。传统古病理学依赖骨骼的宏观和微观特征诊断，但类似病变可能由其他感染或创伤引起，导致结论不确定性。更棘手的是，古代遗骸中的DNA易降解且易受污染，而蛋白质在矿物化骨组织中的稳定性尚未充分探索。这些瓶颈使得追溯梅毒螺旋体在人类历史上的真实分布变得困难。

德国哥廷根大学医学中心解剖与细胞生物学系（Department of Anatomy and Cell Biology, University Medical Center Goettingen）的Tyede H. Schmidt Schultz和Michael Schultz团队在《Scientific Reports》发表的研究取得了关键突破。他们创新性地将考古学、病理学和蛋白质化学技术结合，首次从奥地利13-17世纪成人遗骸和德国17-19世纪儿童骨骼中，鉴定出梅毒螺旋体的三种特异性脂蛋白标志物（47 kDa/TpN47、17 kDa/TpN17、15 kDa/TpN15）。这些蛋白正是现代医学诊断梅毒的核心靶标，该发现不仅为古代梅毒病例提供了确凿证据，更建立了古传染病研究的蛋白质检测新范式。

研究采用四项关键技术：1）通过显微筛选保存完好的密质骨样本（胶原结构完整）；2）优化四级提取流程分离紧密结合羟基磷灰石的ECM蛋白；3）胶原酶特异性解离胶原-蛋白复合物；4）Western blot用单/多克隆抗体靶向检测梅毒标志蛋白。样本包括奥地利克洛斯特新堡教堂藏骨馆的3例成人胫骨、德国塔斯多夫教堂墓地的1例儿童股骨，以及维也纳病理博物馆的现代梅毒阳性/阴性对照骨。

形态学特征观察

宏观显示成人胫骨具有慢性炎症特征：骨干部增厚、蜡样表面、肌腱附着处外生骨赘（图1b）。显微分析发现特征性"grenzstreifen"（GS，残存外环骨板）和"polsters"（PO，波浪状平行胶原纤维束）（图2a-c），这些是慢性非树胶样肿型梅毒的特异性改变。儿童臼齿的"桑葚状"形态提示先天性梅毒。

Western Blots

所有古代样本均检出47 kDa蛋白（图3），其中3例同时检出17/15 kDa二联体（图4）。阳性对照（1834年确诊梅毒标本）显示相同条带模式，而阴性对照无信号。值得注意的是，现代重组蛋白与古代样本条带迁移率完全一致，证实检测特异性。蛋白保存状态与骨胶原完整性直接相关（图2），酶解时间（5-30分钟）需根据骨粉量个体化调整。

讨论与意义

该研究首次证实：1）梅毒螺旋体脂蛋白可通过与羟基磷灰石/胶原的强结合在古骨中保存数百年；2）现代诊断标志物同样适用于古代样本；3）ECM蛋白的翻译后修饰（PTM）可能成为疾病标记物研究新方向。对奥地利样本的鉴定确认了欧洲前哥伦布时代梅毒的存在，为"梅毒起源争议"提供了分子考古学证据；德国儿童案例则首次用蛋白质证据证实古代先天性梅毒传播链。

技术层面，研究团队开发的"固相组分优先"策略（专注羟基磷灰石紧密结合蛋白）有效规避了环境污染物干扰。相比质谱技术，Western blot能特异性靶向低丰度病原体蛋白，这对古代样本尤为重要。作者特别强调，骨胶原完整性（需显微预筛）和全程低温操作是成功关键——他们曾从300万年前长鼻类化石中检出骨桥蛋白（osteopontin），印证了该方法的普适性。

这项研究开辟了古蛋白质组学在传染病史研究的新途径，未来可应用于结核、麻风等古老病原体的追溯。正如作者指出："骨骼ECM是疾病蛋白的'分子墓地'，而我们现在拥有了打开这个时空胶囊的钥匙。"