几年前,研究人员搜寻了 1867 名生活在 30,000 至 150 年前的人的遗骸,寻找天花病毒的遗传痕迹,这种病毒会导致天花。在维京时代的四名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。测序的病毒并不是 20 世纪下半叶被根除的可怕天花病毒株的直接祖先。但他们可能掌握了天花如何变得如此致命的线索。
研究人员在 2020 年发表在《科学》杂志上的一篇论文中报告说,在350 年的时间里,维京病毒丢失了几个基因。研究人员之前已经看到过这种模式。现代天花病毒在最近也失去了几个基因,尽管是由于不同的突变。马德里 Severo Ochoa 分子生物学中心的痘病毒学家 Antonio Alcamí 说,看到它两次“表明基因的丢失并非偶然”。“它被选中了。” Alcamí 认为损失可能使天花病毒更具毒性,导致其 30% 的死亡率。他在论文随附的评论中写道,在过去,天花可能是一种“广泛传播的轻度疾病” 。
现在,一些科学家想知道:这样的事情会再次发生吗?
自 5 月以来,天花病毒的一种致命性远低于天花病毒的表亲猴痘病毒一直在全球范围内传播,这给病毒带来了前所未有的机会来改变和适应人类群体。它会进化成更具传染性还是导致更严重的疾病?
没有人知道,但最近 SARS-CoV-2 的历史提供了一个发人深省的教训。该病毒于 2019 年底在武汉出现后,首先产生了一系列变种,这些变种的传播速度可能比其祖细胞快得多,然后进一步进化以逃避人类免疫。它的诡计甚至令一些长期研究病毒进化的科学家感到惊讶。牛津大学进化病毒学家 Aris Katzourakis 说,SARS-CoV-2 表明,“如果一种新型病毒进入没有免疫力的空间,就会发生快速适应。”
猴痘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份预印本,分析了47 名猴痘患者皮损中发现的病毒基因组序列。除了许多小的变化外,他们还发现了一种病毒,其中一个完整的基因被复制了,另外四个完全消失了。这篇论文的最后一段读起来几乎就像是一个警告:“痘病毒基因的变化结果在新宿主中不再需要或以其他方式改变的环境,其结果是不可预测的,”作者说。“我们在过去 64 年中所知道的 [猴痘病毒] 表型可能与近期的人类”猴痘不同。
许多研究人员说我们现在不应该太担心。剑桥大学的痘病毒学家杰弗里·史密斯怀疑猴痘病毒是否会轻易变成毒性更强的版本。众所周知,痘病毒的大量基因组以缓慢的速度进化,它们不容易适应逃避免疫,就像 SARS-CoV-2 那样巧妙地做到了这一点。SARS-CoV-2 是一种传染性极强的呼吸道病原体,第一年就感染了数亿人;猴痘主要在男男性行为者中传播,迄今为止仅报告了约60,000例病例,因此它的进化机会要小得多。
然而,这可能会改变。美国国家过敏和传染病研究所资深痘病毒研究员伯纳德·莫斯说,一个“糟糕的情况”是病毒进化得更快在人类中复制。这将使它能够感染更多的人,这反过来又会加速它的进化,有可能使它更擅长感染人。
目前,猴痘病毒还不太擅长感染人类。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(其中大部分是啮齿动物)中茁壮成长。病毒有时会蔓延到人身上,有时还会感染其他一些人。尽管近年来爆发越来越频繁,但它们通常很小。每次出现后,病毒显然又从人群中消失了。
这一次不同,因为猴痘在全球爆发中继续在人与人之间传播。“我们以前从未见过这种病毒有如此大的机会适应人类,”柏林查理特大学医院的计算生物学家、7 月预印本的作者之一特里·琼斯说。
注:在猴痘样本中观察到的突变使研究人员能够追踪从尼日利亚开始的当前疫情的根源。该病毒多次出口到其他国家,最终传播到世界各地。由于人类蛋白质 APOBEC3 可能引入了许多突变,因此它们还可以显示病毒在人类中传播了多长时间。
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本文编译自:Science
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