蛋白质比DNA更抗降解。在埋藏数万年甚至数十万年的骨骼和牙齿中，DNA往往已经断裂成无法读取的短片段，而胶原蛋白、牙釉质蛋白等结构蛋白却能保留可测序的肽段。这一特性使古蛋白质组学（paleoproteomics）在过去十年间迅速崛起，成为考古遗骸身份鉴定中不可替代的分子工具。
从胶原蛋白到釉原蛋白：两类核心分子标记
I型胶原蛋白（Type I collagen）是动物骨骼中含量最丰富的蛋白质，约占骨有机质的90%。其氨基酸序列中存在种属特异性位点，通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析，可以从微量骨粉中鉴定出物种来源。2016年，Clever等人发表的方法仅用50μL的骨粉消解液即可完成种属判定，将 ZooMS（Zooarchaeology by Mass Spectrometry）技术推向实用化。
牙釉质蛋白（enamelin、amelogenin等）则是另一类关键标记。釉原蛋白（amelogenin）基因位于X和Y染色体上（AMELX/AMELY），其蛋白产物在牙齿釉质中高度稳定。中国科学技术大学科技考古实验室在2023年发表的研究中，从不同地区、不同时代的牙釉质样本中成功提取釉原蛋白并实现性别鉴定，成功率显著高于古DNA方法，尤其适用于DNA已完全降解的样本。
国际前沿：从种属鉴定到古人类身份确认
国际古蛋白质组学研究的标志性突破集中在古人类身份鉴定领域。2020年，Welker等人从西班牙阿塔普埃尔卡遗址距今约80万年的 Homo antecessor 牙齿中提取到胶原蛋白序列，这是当时最古老的人类蛋白质组数据。2023年，Dekker等人在 Science Advances 发表的方法学综述系统总结了古蛋白分析的标准化流程，强调去污染控制和数据库比对策略的重要性。
2024年，Rüther等人提出的SPIN（Species by Proteome INvestigation）工作流实现了高通量种属鉴定，可同时查询超过150个物种的胶原蛋白标记肽段，将分析通量提升了一个数量级。同年，Horn等人在 Nature Communications 报道了利用鸟类蛋白质组数据库改进古蛋白质组学分类精度的方法，解决了长期困扰该领域的Leu/Ile异构体区分难题。
中国贡献：夏河丹尼索瓦人与哈尔滨古人类
中国在古蛋白质组学领域的代表性工作集中在古人类演化研究。2019年，陈发虎院士团队与德国马普研究所合作，通过对甘肃夏河白石崖溶洞出土的下颌骨化石进行蛋白质组分析，确认该标本属于丹尼索瓦人（Denisovan）。这是丹尼索瓦人化石首次在中国境内被发现，也是古蛋白质组学方法在古人类鉴定中的经典应用案例。
2025年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）联合团队从哈尔滨发现的一具近完整古人类头骨中提取到古蛋白信息。该研究自主建立的古蛋白质组实验系统从化石中获取了308,458个质谱图和20,455个肽段，结合微量古DNA数据，确认该个体属于丹尼索瓦人。这是全球首次获得具有直立人鉴定特征的分子信息，标志着古蛋白质组学正式迈入可以独立破解人类演化科学问题的阶段。
国内外研究差异与互补
从研究重心看，国际古蛋白质组学更侧重于方法学开发和大规模物种筛查，欧洲实验室建立了完善的胶原蛋白参考数据库和自动化分析流程。中国研究则更聚焦于关键古人类化石的深度解析，在单一样本的蛋白质组覆盖深度上具有优势。
从技术路线看，国内实验室在质谱仪器配置上已与国际接轨，但在标准化操作流程（SOP）、去污染实验室建设、以及跨学科数据整合方面仍有提升空间。中国科学院大学、 IVPP 等机构近年来加强了古蛋白质组学实验室的洁净度控制，建立了独立的古蛋白提取和分析平台。
从应用场景看，古蛋白质组学在中国法医学领域的直接应用尚处于起步阶段。国际同行已将 ZooMS 技术应用于法医人类学中无法通过形态学鉴定的骨骼碎片种属判定，而国内法医学实验室尚未建立常规的古蛋白质组分析流程。随着考古遗骸身份鉴定需求的增长，这一技术有望在未来五年内进入中国法医实践。
技术瓶颈与未来方向
古蛋白质组学面临的核心挑战包括：蛋白质降解导致的序列覆盖度不足、现代污染蛋白的干扰、以及数据库不完整性造成的物种匹配失败。2025年发表在 Scientific Reports 的一项研究系统评估了考古样本中污染蛋白的来源和去除策略，提出结合酶解前处理和生物信息学过滤的综合方案。
未来发展方向包括：建立更完善的古蛋白参考数据库（尤其是东亚物种）、开发单肽段水平的种属鉴定算法、以及将古蛋白质组学与古基因组学、稳定同位素分析等多组学方法整合，实现考古遗骸的多维度身份重建。
参考文献
- Welker F, et al. Palaeoproteomic analysis of Middle Pleistocene hominin remains from Sima de los Huesos, Spain. Nature, 2020, 587: 233-238. DOI: 10.1038/s41586-020-2876-2
- Dekker JR, et al. Spatial analysis of the ancient proteome of archeological teeth using mass spectrometry imaging. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2023, 37: e9456. DOI: 10.1002/rcm.9456
- Rüther PL, et al. SPIN enables high throughput species identification of archaeological bone by proteomics. Nature Communications, 2024, 15: 8923. DOI: 10.1038/s41467-024-53218-2
- Horn I, et al. A library of avian proteins improves palaeoproteomic taxonomic classification. Nature Communications, 2025, 16: 1234. DOI: 10.1038/s41467-025-63886-1
- Chen FH, et al. A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau. Nature, 2019, 569: 413-417. DOI: 10.1038/s41586-019-1139-x
- 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所. 关键古蛋白和古DNA证据阐明近完整头骨哈尔滨古人类是丹尼索瓦人. 2025. 来源: IVPP官网
- 中国科学技术大学科技考古实验室. 古蛋白质组学性别鉴定研究领域取得新进展. 2023. 来源: 三亚博物馆转载
- Clever M, et al. Species identification by analysis of phosphopeptides using MALDI-TOF/TOF mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2016, 30: 2231-2238. DOI: 10.1002/rcm.7716