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中国科学家跨界攻克寨卡病毒抛出的世界疑问

作者:土木工程
出处:www.lunrr.com
时间:2020-02-02

作者:佘惠民,郭靖远资料来源:经济日报2016/6/11 14:23:336

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中国科学家跨越国界攻克寨卡病毒提出的世界问题

跨越国界攻克寨卡病毒提出的世界问题

▲图片显示北京中国科学院遗传与发育生物学研究所感染寨卡病毒的哺乳动物小鼠神经干细胞图像。(新华社)图片显示研究员许志恒介绍小头症。郭靖最初被认为寨卡病毒感染自2015年以来已在南美爆发并在全球传播。(中国科学院遗传与发育生物学研究所提供的地图)最近,一流的国际学术期刊《细胞·干细胞》在网上发表了一篇由中国科学家团队撰写的文章。本研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所的许志恒团队和军事医学科学院微生物与流行病学研究所的秦成峰团队进行,首次建立寨卡病毒小头动物模型,并证实寨卡病毒可直接导致小头畸形。

自2015年以来,寨卡病毒感染已在南美洲爆发,并蔓延至世界各地。我国发现了10多起寨卡病毒感染病例,引起了许多关注。寨卡病毒是什么?小头症和小头症之间不可避免的关系是什么?

这一次,中国科学家团队跨学科合作,为我们找到答案。

疯狂病毒,传播和蔓延

曾几何时,寨卡病毒甚至不能进入科学家的眼睛。

寨卡病毒是一种由蚊子传播的虫媒病毒。早在1947年,通过黄热病监测网络,在乌干达寨卡丛林的恒河猴中意外发现了这种病毒。五年后,寨卡病毒在乌干达和坦桑尼亚被发现。然而,早期寨卡病毒的活动一直相对隐蔽。多年来,在非洲和南亚只发现了少量寨卡病毒感染病例。

"这不是一种新型病毒,以前很少有人注意到它."秦成峰表示,只有20%-25%的病例在感染寨卡病毒后出现临床症状,一般症状较轻,可能会导致发热、关节痛或皮疹。症状可以在2到7天内痊愈,严重病例和死亡很少。

然而,2007年后,寨卡病毒开始在西太平洋岛屿大规模传播。截至2013年10月,寨卡病毒也在法属波利尼西亚爆发,病例数以万计。直到2015年,病毒才蔓延到南美洲,疫情持续发酵,疾病症状出现突变,并持续增加。

值得注意的是,寨卡病毒于2015年3月至2016年3月在巴西爆发,超过6000名新生儿被诊断患有小头畸形,比往年高出20倍。这些婴儿的大多数母亲都感染了寨卡病毒。

顾名思义,小头畸形是指胎儿在子宫或婴儿期大脑发育异常,导致头部明显缩小,属于罕见疾病。患有小头畸形的婴儿在生长发育过程中有明显的脑发育异常和智力迟钝。一些儿童还患有癫痫、运动障碍、语言障碍和行为异常。

从全球范围的病毒爆发到巴西小头症病例的急剧增加,截至2016年1月,寨卡病毒传播的证据已经出现在非洲、亚洲和美洲的至少45个国家。鉴于全球疫情的严重性,国际卫生组织(世卫组织)于今年2月宣布寨卡病毒感染为“国际关注的公共卫生紧急情况”。寨卡病毒能诱发新生儿小头畸形吗?学术界一直在争论不休,但未能提供科学证据来证明这一点。此后,世界各地的许多研究机构都致力于研究,以确认新生儿小头畸形与孕妇寨卡病毒感染之间的直接关系。

寻找解决难题的新途径

今年3月,在美国、李明国、宋红军、唐恒立和金鹏工作的四名中国科学家带领四个研究小组解决关键问题。他们发表的一项新研究表明寨卡病毒可以感染和杀死对大脑发育至关重要的神经干细胞,但还没有直接得出寨卡病毒母婴传播会导致新生儿小头畸形的结论。

同时,与许志恒和秦成峰的研究团队一起,他们还发布了巴西科学家在英国杂志《自然》上发表的以小鼠为模型的寨卡病毒研究结果。

许志恒说,与其他科学家使用的实验方法不同,他们希望能为寨卡病毒与小头畸形之间关系的研究提供更直接的证据。“世界上常用的方法是将寨卡病毒注射到小鼠母亲的腹腔或皮下组织中。这种病毒在母亲体内产生强烈的免疫反应,从而影响胎儿。然而,实验结果经常显示一堆死胎。该团队后来放弃了这种方法。我们想知道胎儿小头畸形的直接原因是什么。”

”与国外甲型→丙型肝炎的研究和示范相比,从感染孕鼠到胚胎感染再到小头畸形,中间有一个“黑匣子”。科学家仍然不知道发生了什么。然而,我们的团队从配方甲→乙开始,将少量寨卡病毒直接注射到怀孕小鼠胚胎的大脑中,以获得寨卡病毒和小头畸形之间直接相关的证据。”秦成峰说道。

"仅在三天内,病毒数量就增加了300多倍。5天后,小鼠胎儿的大脑宽度和长度显着减少。”许志恒介绍说,研究小组发现寨卡病毒可以在胚胎大脑中快速复制,感染哺乳动物小鼠的神经干细胞,导致神经干细胞异常增殖和分化,以及大量神经元死亡,最终导致大脑皮层变薄和小头畸形。

此外,研究小组还对感染寨卡病毒的小鼠及其未感染的“兄弟姐妹”的全基因组表达谱进行了比较分析。"我们发现大量与免疫、小头畸形、寨卡病毒潜在受体和细胞凋亡相关的基因明显异常."许志恒表示,实验结果证明寨卡病毒引发的免疫反应可能直接影响胎儿大脑发育,这一研究也为进一步探索寨卡病毒的发病机制及相关治疗奠定了良好的基础。

“今后,我们还将合作筛选潜在有用的抗流行药物和疫苗,并测试进入小鼠母亲或胚胎的不同方式,以观察治疗效果。”许志恒说道。

强者与强者的结合造就了这片土地

“不是一百次,而是几十次。”当记者《经济日报》问到研究小组在实验过程中将病毒注射到小鼠胚胎脑中的次数时,许志恒记不清,“小鼠的怀孕周期通常为19.5-20天,从怀孕后的第二天开始,我们将开始实验和监测,不断探索并等待小头症状出现的时刻。”

“怀孕第7天,胚胎只是小鼠子宫中的一个小凸起。这时,盲目跳动是通过纤维针将病毒注射到胚胎外围的唯一方法,但是所有的胎儿都死亡并流产了。”许志恒告诉记者,直到胚胎长到10.5到13.5天,该小组通过怀孕的小鼠子宫瞄准胚胎内不到1毫米的脑腔,并借助强光注射病毒。结果表明,注射病毒后5天,即13.5天,可观察到小头鼠。“世界上大约有3到5个专门研究小头畸形的实验室。我们的专业知识在世界上很少,拥有专业知识的团队往往缺乏病毒研究的合作伙伴。”许志恒说道。

许志恒表示,随着秦成峰团队的加入,提供了检测不同病毒量、不同时间点注射等科研协助,进一步加强了动物实验的基础,促进了两个团队之间的默契配合。

实验是在今年2月初获得病毒样本后开始的。该研究团队仅在几个月内就超越了世界各地数十家实验室的研究进展,并及时掌握寨卡病毒直接导致小头畸形的有力证据。中国科学家将来之不易的结果归因于强有力的跨学科合作。

“寨卡病毒(Zika virus)与登革热相似,属于黄病毒家族,而黄病毒研究以前从未与神经发育领域有过交集。这一次,正是这两个学科的结合以及它们的充分合作,使它们能够在短时间内赶上并超过多年来在国外开展的研究工作。”秦成峰说道。

中国科学家正朝着同一个研究目标前进,每个人都在各自的研究领域拥有坚实的技术,他们立刻就达到了目标,从而为“中国式”跨学科研究的成功交付做出了贡献。

"与全球成千上万的寨卡病毒爆发相比,中国只有不到20名感染者。"秦成峰的话不能掩盖他的骄傲,他终于达到了领先世界的科研水平。“两个当地实验室和我们的科研团队完全来自当地。甚至被检测的病毒株也是从中国进口病例的血液中分离出来的。目前实验取得这样的结果真是令人惊讶。”

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