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猴痘会变得更危险吗 这种能让人毁容的病毒有多可怕

来源:18号小编鸭子 时间:2024-04-10 23:08 阅读

几年前,研究人员搜索了生活在3万至150年前的1867人的遗骸,以寻找导致天花的病毒天花的遗传痕迹。在维京时代的四个北欧人的牙齿和骨骼中,他们发现了足够的DNA来重建整个天花基因组。测序病毒并不是20世纪下半叶被根除的令人恐惧的天花菌株的直接祖先。但他们可能掌握了天花如何变得如此致命的线索。

在350年的时间里,维京病毒失去了几个基因,研究人员在2020年发表在《科学》杂志上的一篇论文中报告说。研究人员以前见过这种模式。现代天花病毒在最近的过去也失去了几个基因,尽管这是由于不同的突变。看到它两次“表明基因的丢失不是偶然的,”马德里塞韦罗·奥乔亚分子生物学中心的痘病毒学家安东尼奥·阿尔卡米(Antonio Alcamí)说。“它被选了。”Alcamí认为,这些损失可能使天花更具毒性,导致其30%的死亡率。过去,天花可能是一种“广泛传播的轻度疾病”,他在论文随附的评论中写道。

猴痘会变得更危险吗 这种能让人毁容的病毒有多可怕

现在,一些科学家在想:这样的事情会再次发生吗?

自5月以来,天花的致命性要小得多的表亲猴痘病毒一直在全球传播,为病毒提供了前所未有的机会来改变和适应人类。它会进化成更具传染性或导致更严重的疾病吗?

没有人知道,但SARS-CoV-2的近期历史提供了一个发人深省的教训。在2019年底在武汉出现后,该病毒首先产生了一系列变异,这些变异可能比它们的祖先传播得快得多,然后进一步进化以逃避人类免疫力。它的技巧甚至让一些长期研究病毒进化的科学家感到惊讶。SARS-CoV-2表明,“如果一种新型病毒进入一个没有免疫力的空间,就会发生快速适应,”牛津大学进化病毒学家Aris Katzourakis说。

猴痘可能会给人类带来同样令人不快的惊喜。7月,柏林的研究人员发表了一篇预印本,分析了在47名猴痘患者病变中发现的病毒基因组序列。除了许多小的变化之外,他们还发现了一种病毒,其中一种病毒的整个基因被复制,另外四种基因只是消失了。该论文的最后一段几乎读起来像是一个警告:“痘病毒基因变化的后果,其产品在新宿主中不再需要或以其他方式改变的背景是不可预测的,”作者说。我们在过去64年中已知的[猴痘病毒]表型可能与近未来的人类“猴痘”不同。

许多研究人员说,我们不应该太担心。剑桥大学痘病毒学家杰弗里·史密斯(Geoffrey Smith)怀疑猴痘病毒会很容易变成一种毒性更强的版本。众所周知,痘病毒的大量基因组以缓慢的速度进化,并且它们不容易适应以逃避免疫力,因为SARS-CoV-2非常巧妙地做到了这一点。SARS-CoV-2是一种具有广泛传染性的呼吸道病原体,在人口中的第一年就感染了数亿人;猴痘主要在与男性发生性关系的男性中传播,到目前为止,只有大约60,000例病例被报道,因此进化的机会要少得多。

然而,这种情况可能会改变。美国国家过敏和传染病研究所的资深痘病毒研究员伯纳德·莫斯(Bernard Moss)说,一个“糟糕的情况”是,这种病毒在人类中进化得更快。这将使它能够感染更多的人,这反过来又会加速它的进化,可能使它更善于感染人类。

目前,猴痘病毒并不擅长感染人类。它是一种多面手,似乎在撒哈拉以南非洲的一系列动物物种中茁壮成长 - 其中大多数是啮齿动物。这种病毒不时蔓延到人们身上,这些人有时会感染其他一些人。虽然近年来疫情越来越频繁(见“展望”),但疫情通常很小。每次出现后,病毒显然再次从人群中消失。

这一次是不同的,因为猴痘在全球疫情中继续在人与人之间传播。“我们以前从未见过这种病毒有这样的机会适应人类,”柏林夏里特大学医院的计算生物学家,七月预印本的作者之一Terry Jones说。

病毒家谱

在猴痘样本中看到的突变使研究人员能够追踪当前始于尼日利亚的疫情的根源。该病毒多次出口到其他国家,最终传播到世界各地。因为人类蛋白质APOBEC3可能引入了许多突变,它们也可以显示病毒在人体中传播了多长时间。

许多西方国家报告的病例正在下降 - 很可能是由于行为改变和疫苗接种的结果 - 欧洲的公共卫生官员已经在讨论在该地区消除该病毒。但世界其他地方的感染仍在上升。在许多地方,疫苗不可用,或者处于危险之中的人要么缺乏关于如何避免感染的信息,要么害怕要求它,因为同性恋性行为被定为刑事犯罪。

“我不认为[猴痘]会引起大量感染,但它会留在那里,很难根除,”阿尔卡米说。“决策者必须意识到,这不会很快消失,”夏里特的病毒学家克里斯蒂安·德罗斯坦(Christian Drosten)补充道,他是七月预印本的合著者。

科学只能暗示病毒在继续传播时会如何进化。一个原因是,在1980年全球消灭天花运动取得胜利后,对痘病毒的研究兴趣已经减少。“我总是不得不在演讲开始时几乎为研究痘病毒而道歉,”Alcamí说。

相反,进化病毒学家将注意力集中在流感病毒,HIV和其他基因组由RNA组成的小病毒上。相比之下,痘病毒是由DNA组成的,并且更大,更复杂。猴痘基因组大约有20万个核苷酸和200个基因,是HIV的20倍以上。莫斯说,目前还不清楚这些基因中有多少是做什么的,更不用说它们如何相互作用,或者它们中的任何一个的变化如何影响它们对人类的影响。

多年来,Moss一直试图找出猴痘病毒的两种变体之间的关键区别:直到最近才在西非发现并且现在正在引起全球爆发的2分支,以及被认为更致命的分支1,几十年来一直在刚果民主共和国引起疫情。他发现,进化枝1病毒可以杀死一只老鼠,其水平比进化枝2所需的水平低1000倍。为了找出原因,莫斯和他的同事们将数十个进化枝2基因(一次一个)换成了进化枝1病毒,希望看到它变得不那么致命,但到目前为止没有运气。现在,他们计划尝试相反的方法,赋予进化枝2病毒来自其更致命的亲戚的基因。

然而,有一件事是清楚的:与RNA病毒相比,痘病毒突变缓慢。“他们的基因组非常稳定,不会很快改变,”史密斯说。尽管痘病毒有欺骗免疫系统的方法,但它们不会像SARS-CoV-2那样改变其表面蛋白以逃避免疫力。如果天花感染幸存下来,它会终生免疫,疫苗在根除运动结束之前仍然非常有效。这也为猴痘不会变成更大的威胁提供了一些希望。

世界各地的研究人员现在正在从最近的患者中挖掘猴痘基因组,以了解该病毒到目前为止是如何进化的。获得高质量的序列比SARS-CoV-2更难,也更昂贵,不仅因为猴痘基因组如此庞大,还因为其末端附近的关键区域可能充满重复或删除,这些重复或删除可能会在研究人员组装序列时绊倒他们。“处理这些基因组比RNA病毒更复杂,”巴塞尔大学计算生物学家理查德·内赫说。“与SARS-CoV-2相比,人们分享他们的原始数据将更为重要。

尽管如此,这项工作已经取得了一些成果。当研究人员将当前猴痘爆发的最新基因组与较旧的序列进行比较时,例如2019年从英国尼日利亚旅行者那里分离出来的基因组,他们很快注意到两件有趣的事情。仅仅几年后,基因组的点突变就比预期的要多,其中许多突变遵循相同的模式,核苷酸组合鸟嘌呤 - 精氨酸转变为精氨酸 - 精氨酸,或胸腺嘧啶 - 胞嘧啶变为胸腺嘧啶 - 胸腺嘧啶。

这些突变可能是病毒与人类免疫系统之间持续斗争的痕迹。一种名为APOBEC3的人类蛋白质通过在病毒基因组被复制时将错误引入病毒基因组来充当细胞防御机制,并且在猴痘基因组中发现的变化是其特征。“显然,仅仅阻止病毒的复制是不够的,”爱丁堡大学的分子进化生物学家安德鲁·兰博特(Andrew Rambaut)说。

然而,从长远来看,这些突变可能会使病毒在积累时不那么合适,或者其中一种可能恰好有益于病毒。不过,“我的直觉是,从进化的角度来看,这可能不是很重要,”Rambaut说。

这些突变可以做的是给研究人员一个时钟,以确定猴痘在多长时间前开始在人类中传播。比较来自不同时间点的基因组表明,该病毒目前每年增加约六个与APOBEC3相关的变化,爱丁堡的进化生物学家Áine O'Toole说。当前疫情的病毒基因组家谱表明,2017年底在尼日利亚传播的病毒已经携带了九个APOBEC3型突变,这意味着该病毒在2016年初的某个时候跳入人类体内,大约在尼日利亚发现疫情爆发前一年半(见上图)。分析还表明,从那时起,该病毒一直在人类中持续传播。

但痘病毒可以以其他比单核苷酸变化更剧烈的方式进化。他们“做了很多进化越野,”犹他大学的病毒学家Nels Elde说,他在研究牛痘多年后转向猴痘,牛痘是一种弱化的痘病毒,作为天花疫苗。Elde解释说,痘病毒基因组通常由一个中心区域组成,该区域具有大约100个基因,这些基因主要参与创建病毒的新拷贝,以及具有另外100个左右与宿主相互作用的基因的终端区域,例如抵消免疫防御。

这些末端基因似乎是进化的关键部位。感染许多不同宿主(包括猴痘和牛痘)的通才痘病毒往往在末端区域具有更多的基因,而专门感染人类的天花则少得多。大多数研究人员认为,天花是从啮齿动物痘病毒进化而来的,这种病毒跳到了人类身上。随着时间的推移,像维京病毒那样的基因损失可能使它变得更加致命,麦克马斯特大学的分子进化遗传学家Hendrik Poinar说。

“天花从我们认为实际上是一种非常致命的形式,到反复的基因失活,再到真正令人讨厌的,直到我们根除它,”Poinar说。根据2020年的《科学》论文和他自己对17世纪儿童木乃伊的天花基因组的研究,Poinar认为这发生在4世纪和15世纪之间的某个时候。

然而,基因的丧失如何使天花更具毒性尚不清楚。仅仅拥有较小的基因组可能会使病毒更擅长在人类细胞中复制,美国国家生物技术信息中心研究员尤金·库宁(Eugene Koonin)说。“例如,将复制速度提高 10% 是一件大事,”Koonin 说。“一旦发生这种情况,这种变体就会非常非常迅速地超过竞争对手。

末端基因也可以通过另一种机制进化。它们经常在病毒复制过程中被复制,这可以通过两种方式帮助病毒。额外的拷贝使它能够快速产生更多所需的蛋白质,并且它们增加了该基因的至少一个拷贝经历有益突变的机会。“改进”可以使其他拷贝变得多余,并且它们可能会丢失,从而缩短基因组。Elde研究了牛痘病毒的机制,称其为“基因组手风琴”。

这些变化可能会影响病毒与人体免疫系统的相互作用,例如削弱其防御能力。但试图预测特定突变的影响就像“糟糕的天气预报”,Elde说:“我们有一些模式和一些预测,但我们真的不能坚定地站在它们后面,因为有一个天气系统有大量的变量在旋转。

自从他们在7月份发布预印本以来,Drosten的实验室一直在研究从柏林一名删除和复制基因的患者身上分离出的病毒。尚未发表的结果令人不安:“在细胞培养中,它显示出明显的差异,复制速度更快,”Drosten说。我们不应该过度解释这一点,“他警告说,因为实验室中的发现并不一定转化为病毒在现实世界中的优势。“但我发现值得注意的是,这种病毒已经显示出细胞培养的差异。

如果这种病毒在现实世界中具有优势,但它根本没有继续传播,那么人类可能“只是幸运的,”琼斯说——“这一次。他认为目前的疫情是猴痘病毒与人类之间的竞赛:“病毒正试图适应人类,人类正试图摆脱病毒,”他说。谁会占上风?从长远来看,我会把钱花在病毒上。

无论接下来会发生什么,这种流行病都为研究人员提供了一个意想不到的机会,可以实时观察痘病毒的进化。“我们都在获取线索,将其拼凑在一起,并希望这也是推动科学向前发展的机会,”Elde说。“但我为我们加油,我为人类加油。...我想了解这些病毒是如何运作的,然后使用这些信息,以便我们可以对此进行一些控制。

怕什么,来什么,猴痘还是侵入了我国内地城市。

就在今天,重庆市通报确诊1例境外输入猴痘病例。这是此轮猴痘疫情流行以来,我国内地首次发现猴痘病例。

今年7月,世界卫生组织宣布猴痘成为国际关注的突发公共卫生事件。截至8月中旬,全球89个国家和地区报告了大约4万例病例。

之前中国发现的猴痘病例,都是在台湾和香港,大陆内地城市发现猴痘病例,今天是首次。

从今年5月开始,一种叫做“猴痘”的病毒在欧美数个国家突然爆发。

几乎在一夜之间,英国、葡萄牙、西班牙、澳大利亚和美国均报告了这种病毒。

当地时间5月18日,英国再增两例人感猴痘病例,目前已累计确诊9例。

这两例猴痘病例分别来自伦敦和英格兰东南部地区。

英国卫生安全局表示,该国近期发现的所有病例都没有去过猴痘正在流行的国家旅行,所以可能是已经开始社区传播。

世界卫生组织当晚表示,英国有可能出现更多猴痘病例。

美国疾病控制和预防中心(以下简称CDC)也在18日确认,美国出现2020年以来本国首例猴痘病例。

这名患者来自马萨诸塞州,是一名成年男性,最近乘坐私家车去过加拿大。

纽约市卫生局在19日宣布,还有另一名纽约的患者也疑似患有猴痘。

该患者正在贝尔维尤医院接受治疗,并采取了所有适当的隔离措施。他的检测结果将被送往CDC进行复检确认。

美国CDC敦促美国医疗机构密切关注疑似猴痘引起的皮疹患者,无论他们有无相关旅行史,或者是否属于感染猴痘的高风险人群。

此外,加拿大也出现至少13例疑似猴痘感染病例。

澳洲出现首例确诊,及另一人疑似。

虽然听上去病例很少,但多个国家的病例溯源都很难进行。

也就是说,这些人不知道是在哪里感染了猴痘病毒。

社区传播有可能已经悄悄开始了一段时间,足以引起全世界的重视。

况且,猴痘其实是一种很可怕的病毒。

01

猴痘主要出现的地区在西非和中非,但近年来在包括英国在内的欧洲和世界其他地区也发现了其他病例。

美国CDC表示,这些病例通常与国际旅行或进口动物感染天花有关。

感染这种病毒与感染天花的症状非常相似。

感染猴痘病毒后的潜伏期约为7至14天。

最初的症状是典型的流感症状,比如全身发高烧烧、发冷、乏力、头痛和肌肉无力,随后是淋巴结出现肿大。

而区分猴痘和天花症状的一个特征,就是淋巴结肿大。

接下来,患者会出现包括面部和身体的全身性广泛的疼痛皮疹,连口腔里、手掌和脚底都会起痘。

隆起的痘其实是巨大的水泡,它们充满液体、呈珍珠状,周围常有红色圆圈。

猴痘病毒没有特效药,如感染其中的一种毒株,死亡率高达10%。

但卫生部门表示,在英国发现的病例感染的均为另一种死亡率较低的毒株,死亡率约为1%。大多数患者会在2-4周内好转。

专家表示,猴痘病毒的传播需要是靠感染者之间的密切接触。

苏格兰爱丁堡大学兽医学院的尼尔·马伯特在一份声明中说,在接触“破损的皮肤、粘膜、呼吸道飞沫、受感染的体液,甚至是接触受污染的衣物”后,可能会发生感染。

伦敦帝国理工学院传染病系医学系的斯金纳博士则发表声明说:“当皮肤水泡愈合后,结痂(可能携带传染性病毒)会以灰尘的形式脱落,从而被他人吸入。”

值得注意的是,猴痘病毒并不是一种刚刚发现的新病毒。

这种病毒可能非常古老,人类可能已经深受其害长达几千年。

但在历史上,没有很多医生对猴痘病例进行过更多的研究。

因为,它的临床症状实在太像天花了。

不但症状相似,接种天花疫苗也能够有效预防猴痘,有效性高达85%。

但是,天花疫情在全世界几乎完全被根除后,几乎所有国家都停止了为儿童接种天花疫苗。

而在儿时接种过疫苗的成年人体内的抗体,会随着时间的流逝而减弱。

当人体的抗体减退到一定地步时遇到猴痘病毒,就更有可能被感染。

所以当出现首例猴痘病例之后,美国立即宣布:该国花费1.19亿美元订购1300万剂的天花疫苗。

02

猴痘最早于1958年在一群用于研究的猴子中发现。

但主要携带和传播这种病毒的其实并不是猴子,而是老鼠、松鼠等啮齿类动物。

第一个人类病例是在1970年记录的。

早在2003年,美国曾经发生过猴痘疫情。当时病毒是被一些从非洲加纳运到美国的松鼠和冈比亚鼠携带的。

后来,这些鼠类把病毒传染给了被美国人当作宠物养的草原犬鼠,从而传染给了47个人类。

但是当时疫情被迅速遏制住了。

对于猴痘病毒会不会变得更具传染性,进而给全球带来威胁?

来自美国加州大学和美国陆军传染病医学研究所的两名医学专家的答案是肯定的,

并且该病毒存在“人传人”可能。

因为每当一种病毒在人类中爆发疫情,病毒都会“进化”。

随着传染的人越来越多,而进化得更适应在人类中传播。就像新冠病毒从原始毒株进化成为现在更容易“免疫逃避”的奥密克戎毒株那样,找到更“方便”传染人类的途径。

这两名专家以埃博拉病毒为例,称先前人们也不认为埃博拉病毒可以在人类之中轻易的传播,

但后来却发现这种病毒甚至能够感染佩戴着防护设备的医务人员。

03

大自然中千奇百怪的病毒其实有数不清的种类。

但是,有几条近年发生过的新闻让人着实有些迷惑。

今年1月,一辆载有100只实验室猴子的卡车在美国宾夕法尼亚州蒙图尔县发生车祸。

其中一些猴子被证实“大逃亡”。

当地警方很快发出警告,称逃跑的猴子会对公众构成健康风险,并可能将致命病毒传染给人类。

当时,一名接触过猴子的女性称自己出现了一系列奇怪的症状。

警方提醒附近居民如果遇到猴子,绝对不要尝试靠近,必须立刻拨打报警电话。

随后,当地警方联合军队几乎立刻在直升机的配合下展开地毯式搜索。

这不禁让人疑问,为了这么几只逃走的猴子如此大动干戈,它们究竟是用来做什么试验的?

据了解,这100只猴子原本是要运往美国CDC的指定隔离设施,但具体用来做什么试验,美国没有任何部门解答。

美国近些年来一直有实验室被发现藏有冷冻的天花病毒或研制治疗天花的药物。

可是,自从世卫组织在1980年宣布彻底消灭天花病毒后,按照国际协议,全球只允许有两个实验室保存少量的天花病毒样本,分别在美国和俄罗斯的国家实验室。

多年来,美军一直以“应对生化袭击”的理由,而安排亚太地区的美军驻军接种天花疫苗。

5月18日,以美国为首的G7卫生部长们宣布将在德国开始准备一场“天花”爆发演习。

这场演习的内容是“豹子咬人后传播了天花病毒”。

G7国家,为什么会在这个时候突然进行这种奇怪的演习?

谁知道呢?