人类硬组织中雌激素、孕激素及睾酮的首次成功检测及其作为妊娠潜在生物标志物的考古学应用

　　本研究首次通过酶联免疫吸附测定（ELISA）技术在考古人类骨骼组织中成功检测到性类固醇激素（雌激素、孕激素、睾酮），建立了针对骨组织、牙本质、牙釉质及牙结石的标准化提取流程。研究发现孕激素在妊娠个体硬组织中显著升高，且牙结石中孕激素与胎儿遗存存在关联，为考古记录中妊娠识别和女性生育史研究提供了突破性技术手段。

　　

Highlight

本研究首次在考古人类硬组织中实现雌激素（oestrogen）、孕激素（progesterone）和睾酮（testosterone）的同步检测，并验证其作为妊娠生物标志物的潜力。通过创新性建立酶联免疫吸附测定（ELISA）技术对骨、牙本质、牙釉质、牙根及牙结石样本（n=74）进行激素提取，成功在10例1-19世纪已知性别个体中检测到三类激素。值得注意的是：

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  孕激素在妊娠女性骨与牙齿结构中显著升高
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  所有子宫内妊娠个体均未检测到睾酮
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  牙结石中孕激素水平与胎儿遗存存在正相关
  此项突破为追溯古代人群生殖史提供了全新方法论基础。

Materials

研究选取10例个体（表1），包括5例可通过独立证据推断生育状态的女性：2例带有宫内胎儿遗存（CS80.1和Y-1302）、2例与胎儿遗存同葬（SCREM21和SCREM42）、1例无胎儿关联但经鉴定为母亲（Y-2332），另设3例男性对照。样本涵盖第二、第三恒磨牙的牙釉质、牙本质、牙根及牙结石，采用新型组织预处理与ELISA检测流程。

Results

骨组织（表2）：所有个体至少检测到一种激素，孕激素浓度在妊娠个体CS80.1中达1.28 ng/g（%CV=7.8），显著高于非妊娠女性（0.15-0.35 ng/g）。

牙体组织（表3）：牙本质中激素浓度普遍高于牙釉质（假设3验证），妊娠个体Y-1302牙本质孕激素达1.07 ng/g（%CV=9.1）。

牙结石（表4）：仅检测到孕激素与睾酮，其中与胎儿同葬个体SCREM42牙结石孕激素浓度达2.21 ng/g（%CV=6.3）。

Detection of sex steroid hormones in archaeological skeletal tissues

基于激素影响骨牙生长与二态性的临床证据（Lam等2016；Madalena等2023），本研究首次在1-19世纪考古遗存中验证三类性类固醇激素的可检测性（假设1成立）。所有个体均至少在一类硬组织中检出激素，其中骨组织检出率最高（90%），牙釉质因高无机物含量导致激素浓度最低。值得注意的是，妊娠个体CS80.1的骨与牙体组织均呈现孕激素特异性升高，而宫内妊娠个体均未检出睾酮，提示妊娠期激素代谢路径改变。

Conclusions

本研究证实ELISA技术应用于考古人类硬组织激素检测的可行性，孕激素作为妊娠生物标志物在骨、牙体及牙结石中均呈现特异性表达模式。尽管当前样本量有限，但为重建古代生育史、探讨多胎次累积效应及激素沉积机制开辟了新路径。后续研究需结合现代临床数据建立激素浓度与循环水平的对应模型，进一步优化个体生育状态判读标准。