追問｜復旦分子考古團隊破解“胡漢混血”北周武帝死因之謎
·“歷史資料和古基因組研究相互印證，有力論斷了北周武帝爲‘胡漢’混合。結合其他已發表的鮮卑族的樣本，揭示古代鮮卑的形成經歷了一個與周邊人羣動態混合的過程。”
北周是南北朝時期由鮮卑人建立的朝代之一，其第三位皇帝北周武帝宇文邕（公元543至578年）在位期間，大舉實行軍政改革，並統一中國北方，促進民族融合，爲隋唐的大一統奠定了基礎。
史書記載：“平突厥，定江南，一二年間，必使天下一統，此其志也。”然而公元578年，年僅36歲的武帝在親征突厥途中突發惡疾去世，壯志未酬。他的逝世被認爲改變了中國歷史發展的進程，死因引發衆多猜想。
2024年3月28日，復旦大學科技考古研究院文少卿團隊、生命科學學院金力院士團隊，聯合廈門大學王傳超團隊及陝西省考古研究院在Current Biology（《當代生物學》）上發表了題爲“Ancient Genome of the Chinese Emperor Wu of Northern Zhou”（《北周武帝古基因組》）的研究論文，公佈了北周武帝的基因組數據，破解了他的死因之謎，並對其進行面貌復原。
北周武帝面貌還原。受訪者供圖
用新技術推測武帝面貌特徵和死因
北周武帝在位前期對突厥採取聯合態度，迎娶突厥木杆可汗阿史那俟斤之女爲皇后。阿史那氏去世後與宇文邕合葬在位於今陝西省咸陽市渭城區底張街道陳馬村的孝陵。因爲被盜嚴重，陝西省考古研究院和咸陽市考古所於1994年聯合對孝陵進行搶救性發掘。
2015年4月，受陝西考古研究院委託，聯合研究團隊正式前往西安對武帝及阿史那皇后遺骨進行採樣。考慮到保護武帝顱骨的完整性，在採樣時，團隊沒有選取DNA保存最好的顳骨和牙齒部分，而是選擇了肢骨斷片。由於大型墓地中氧氣充分，人骨更易腐敗，因此往往保存狀況不佳，阿史那氏和宇文邕的遺骨出土後，能提取的DNA樣本里，大部分爲土壤微生物DNA，人的DNA佔比僅爲千分之一，給測序和分析造成巨大挑戰。
研究團隊花了6年時間，運用傳統的提取和建庫方法，配合探針富集技術，終於在二者肢骨樣本上獲取約10萬個可用的基因位點。
阿史那皇后的樣本保存相對較好，後續實驗與分析比較順利，相關結果已於2023年1月發表於Journal of Systematics and Evolution（《系統學與進化雜誌》），成爲首例公開發布的中國古代名人基因組。（詳見澎湃科技報道：《解密阿史那皇后！復旦青年科學家破譯全球首例古突厥皇室基因組》）
武帝的肢骨DNA樣本的污染率更高，已獲得的10萬個位點僅可滿足基本的族源分析，不足以推測武帝的面貌特徵和死因。
文少卿向澎湃科技解釋，分析武帝族源的目的是爲了看看鮮卑進入中原以後，在民族大融合背景下，作爲帝王的宇文鮮卑家族的遺傳混血狀況。與目前已經發表的古DNA分析整合後，如果遺傳位點低於10萬，只能做一些定性分析，無法量化回答其所關注的武帝遺傳構成問題。古DNA數據普遍質量不好，涉及面貌推測和疾病風險相關的位點的可靠性就無法保障。因此要儘可能地提高數據質量。
經過一年多的努力，研究團隊針對高度降解樣本優化出一套全新技術方案，包含高效獲取短片段的磁珠提取方法、對短片段友好的單鏈建庫方法和專門適用於古DNA的捕獲探針。在新技術的加持下，研究團隊成功獲取武帝相貌復原的色素沉積相關位點和疾病推斷相關位點，並進一步對武帝族源進行更精細的定量分析。
文少卿介紹，“從考古應用層面而言，新技術爲獲取大墓和南方出土的挑戰性骨骼樣本乃至伴隨土樣中的基因組提供了可能，從法醫應用層面來說，也爲更多大案、要案和難案的破獲拓展了想象空間。”
他告訴澎湃科技，發展新技術有一個很大的困難：文理交叉的跨學科研究，往往也需要巨大的投入。“相比傳統的文科研究方式，分子考古研究需要實驗產生數據，並且實驗方法和工具也需要不斷優化。我們一方面需要尋求‘新文科’研究的經費在哪裡，我們怎麼生存下去；一方面也要思考成果對於公衆的應用價值和社會價值在哪裡，如何回饋老百姓，將研究成果進行展示、傳播和利用，對得起這一份投入和期待。”
研究團隊表示，他們將不斷升級技術方案，繼續檢測不同時序和不同考古文化的古代樣本，持續梳理匈奴、突厥、鮮卑、吐谷渾、粟特等三到九世紀北方古族的遺傳譜系。
破解武帝死因之謎並還原面貌
研究團隊武帝基因組進行分析，發現武帝與古代契丹人、黑水靺鞨人以及現代達斡爾人、蒙古人存在最近的遺傳關係，並估計武帝血統有六成源於古代黑龍江流域的東北亞人羣，三成源於古代黃河流域的農業人羣。“武帝家族譜系表明他的祖母王氏可能是北方漢人，所以，武帝約三分之一的古代黃河流域血統極可能是鮮卑皇族與漢人貴族長期通婚的結果。”文少卿分析。
整合分析已發表的鮮卑人基因組數據後，團隊還發現，鮮卑人羣至少有60%的主要血統來源於黑龍江流域的古東北亞人羣。同時，不同地理區域的鮮卑人內部存在一定的遺傳差異。研究團隊認爲，這種差異很可能是鮮卑人在發展壯大的過程中與周邊人羣長期通婚融合的結果。
“歷史資料和古基因組研究相互印證，有力論斷了北周武帝爲‘胡漢’混合。結合其他已發表的鮮卑族的樣本，揭示古代鮮卑的形成經歷了一個與周邊人羣動態混合的過程。”文少卿介紹。
他們還破解了武帝的死因謎題。據研究團隊介紹，關於武帝的死因，此前主要通行兩種說法：其一爲死於烈性疾病，其二爲死於中毒。
文少卿向澎湃科技介紹，研究團隊在DNA實驗中，無意中發現提取液變成紅色。於是對武帝遺骸股骨樣本中33種微量元素進行分析，發現其體內砷（As）的含量顯著高於同時期古代平民和貴族的平均水平。“人體中不同部位骨骼反映了生前不同階段的元素累積過程，股骨反映的是十年以上的代謝過程，說明這些元素在長期飲食中累積而成。”研究團隊分析。
史料記載，在武帝生活的魏晉南北朝時期，服用丹藥是社會上層所崇尚的精神追求和生活方式，以求滋補長生。所謂丹藥，其實是不同晶體形式的無機化合物，由多種礦物高溫燒製提煉而成，在中國有兩千多年的使用歷史。《抱朴子內篇》等典籍均顯示，不同丹藥的成分雖有所差別，但雄黃與礬石是其中代表成分。
分析顯示，武帝樣本與隋唐時期貴族郭嗣本體內的異常元素構成更爲接近。根據文獻記載，郭嗣本有長期服食丹藥的生活習慣，甚至接受過皇帝的御賜丹藥。二者在分析中聚類在一起，說明武帝經歷了與郭嗣本相似的元素積累，其遺骨中砷（As）顯著偏高，可能是由於他服食了以雄黃、礬石爲主要成分的丹藥。
據史料記載，公元575年至578年間，武帝數次發病，“癘氣內蒸，身瘡外發（身體內部的病症不斷積累，在皮膚表面爆發出來）”“身生癩瘡，惡疾而死（由於身體上長瘡，生重病而死）”，反映出其病痛以皮膚病爲代表特徵。
這符合慢性砷中毒的病理表現。研究團隊介紹，慢性砷中毒病人皮膚上會出現瀰漫性或侷限性的色素沉着和病變，並導致皮膚血管發生變化，四肢出現疼痛和紅腫。他們在武帝的股骨上發現了一塊黑色素沉着區域，認爲可能是砷中毒後，局部皮膚病變引起的骨髓壞死所導致。
此外，研究團隊還以顱骨CT掃描技術對武帝進行了初步面貌復原。通過分析控制頭髮、皮膚和瞳孔色素相關的基因位點後，預測出武帝是黑色頭髮、黃色皮膚和棕色眼睛，符合典型的東北亞、東亞人長相。文少卿說，這對公衆考古有着重要的應用價值。
研究團隊介紹，多年來，鮮卑人的外貌長相是歷史學界較具爭議的話題之一。一些史料表明，鮮卑人具有鬚髮茂盛、髮色偏黃、高鼻深目等西域胡人特徵；另有史料記載，鮮卑人與東北亞人羣長相沒有差別。“現在看來，第二種觀點與我們預測出的武帝面貌特徵相一致。”文少卿說。
文少卿此前在接受澎湃科技採訪時介紹，其研究團隊計劃做全東亞人的遺傳譜系樹，建立現代人與古代人的聯繫，形成中華民族的“大家譜”。“目前，團隊所檢測的史前和歷史時期樣本約有2000多例，烈士樣本約1500多例，距離最後的目標還有很長的路要走。”他說。