柏林——1912年6月3日，一名2岁的女孩在柏林的夏里特大学医院死于麻疹感染后的肺炎。第二天，医生取出了她的肺，用福尔马林固定，并将其添加到由病理学之父鲁道夫·维尔肖发起的解剖标本收藏中。这些标本在地下室里沉睡了100多年，直到罗伯特·科赫研究所的进化生物学家塞巴斯蒂安·卡尔维尼亚克-斯宾塞在柏林医学史博物馆的地下室中发现了它们。
卡尔维尼亚克-斯宾塞和他的团队从肺部取样，分离出RNA，并随后拼凑出了已知最古老的麻疹病毒基因组。其序列帮助他们揭示了麻疹历史的更早时期。在今天发布于预印本服务器bioRxiv的一项研究中，团队得出结论，该病毒可能早在公元前四世纪就进入了人类群体，而不是像先前的研究认为的那样在中世纪。
亚利桑那大学的进化生物学家迈克·沃罗比称这项工作在技术上非常出色：“仅仅能够从这些古老的、湿润的标本中提取出麻疹病毒。这为各种令人兴奋的工作奠定了基础。”亚利桑那州立大学坦佩分校的传染病历史学家莫妮卡·格林称测序“非常令人印象深刻”，但也指出该研究缺乏足够的数据点来“提供决定性的答案”关于麻疹的出现。作者们也同意这一点。他们希望古代序列，保存在自然木乃伊化或冷冻的尸体中，有一天能提供答案。
麻疹，估计在2017年导致142,000人死亡，是最具传染性的人类疾病之一。但它何时、何地以及如何成为人类病原体的仍存在争议。麻疹病毒的最接近的亲属是导致牛瘟的病毒，这种疾病在2011年被根除之前影响了牛、鹿、水牛和其他偶蹄类动物。大多数研究人员认为这两种病毒有一个共同的前身，感染了牛。
由于麻疹传播迅速且感染赋予终身免疫力，科学家估计它需要25万到50万人口的群体来避免自我灭绝。历史学家认为，最大的城市在公元前四世纪左右达到了这一规模。但当日本的研究人员使用可用的麻疹和牛瘟病毒基因组构建系统发育树，使他们能够确定分支的时间，他们于2010年得出结论，麻疹直到11世纪或12世纪才出现。
这种不确定性部分源于历史序列的惊人缺乏。只有三个来自1990年之前出现的麻疹病毒的基因组是已知的；最古老的是1954年分离出来的，被制成了第一个麻疹疫苗。因此，卡尔维尼亚克-斯宾塞转向了柏林博物馆，其架子上堆满了数千个悬浮在充满福尔马林的玻璃盒中的组织和器官，就像人类解剖学的水族馆。
福尔马林通过交联蛋白质和其他大分子，包括麻疹基因组所由的RNA来固定组织。为了从这些样本中提取RNA，科学家使用了一种大约10年前由对福尔马林固定活检感兴趣的癌症研究人员开创的技术。卡尔维尼亚克-斯宾塞说：“我们将它们加热到98°15分钟，这会破坏交联。”这也破坏了RNA，但现代方法允许科学家对片段进行测序并将其拼凑回来。
卡尔维尼亚克-斯宾塞的团队使用1912年的基因组以及1960年的新基因组（从另一个收藏的样本中拼凑而成）和其他可用的基因组绘制了一个新的系统发育树。结果树表明，这种疾病可能在公元前345年左右跳到人类身上——就在人类人口达到关键规模的时候。
麻疹出现的较早日期也反映了团队用于分析病毒序列的模型。当使用基因组差异绘制家谱时，研究人员必须估计病毒基因组的分化速度。过去，他们的估计往往过高，因为一些有害突变往往会随时间消失。新模型考虑了这种效应，称为净化选择。它将麻疹和牛瘟的分化时间推得更远，即使不包括1912年的基因组。但基因组强化了新的时间线，卡尔维尼亚克-斯宾塞说。
研究人员不能排除麻疹病毒首先在人类中循环然后跳到牛的可能性，但这似乎不太可能，德国汉诺威兽医大学的阿尔伯特·奥斯特豪斯说。首先，偶蹄类动物群可能早在人类之前就达到了关键的人口规模。而且这两种病毒的最接近的亲属，更古老的病毒，导致小反刍动物瘟疫，一种羊和山羊疾病，可能更容易跨越到牛而不是人类。
沃罗比说，类似的研究表明，HIV和其他病原体也在人类人口结构发生重大变化后起飞。“似乎人类生态的改变确实与这些病毒的成功出现相吻合。”
能够从非常古老的样本中提取病毒RNA的能力重新引起了对维尔肖收藏的兴趣，博物馆馆长托马斯·施纳尔克说。“对我们来说，这是一种革命，研究人员正在说：‘你们的样本再次对我们感兴趣。’”卡尔维尼亚克-斯宾塞已经用橙色标签标记了他想要研究的额外标本。“这是一个宝库，”他说，“一个我们可以打开的通往过去的窗口。”