幾年前,研究人員搜尋了 1867 名生活在 30,000 至 150 年前的人的遺骸,尋找天花病毒的遺傳痕迹,這種病毒會導致天花。在維京時代的四名北歐人的牙齒和骨骼中,他們發現了足夠的 DNA 來重建整個天花基因組。測序的病毒並不是 20 世紀下半葉被根除的可怕天花病毒株的直接祖先。但他們可能掌握了天花如何變得如此致命的線索。
研究人員在 2020 年發表在《科學》雜誌上的一篇論文中報告說,在350 年的時間裡,維京病毒丟失了幾個基因。研究人員之前已經看到過這種模式。現代天花病毒在最近也失去了幾個基因,儘管是由於不同的突變。馬德里 Severo Ochoa 分子生物學中心的痘病毒學家 Antonio Alcamí 說,看到它兩次「表明基因的丟失並非偶然」。「它被選中了。」 Alcamí 認為損失可能使天花病毒更具毒性,導致其 30% 的死亡率。他在論文隨附的評論中寫道,在過去,天花可能是一種「廣泛傳播的輕度疾病」 。
現在,一些科學家想知道:這樣的事情會再次發生嗎?
自 5 月以來,天花病毒的一種致命性遠低於天花病毒的表親猴痘病毒一直在全球範圍內傳播,這給病毒帶來了前所未有的機會來改變和適應人類群體。它會進化成更具傳染性還是導致更嚴重的疾病?
沒有人知道,但最近 SARS-CoV-2 的歷史提供了一個發人深省的教訓。該病毒於 2019 年底在武漢出現後,首先產生了一系列變種,這些變種的傳播速度可能比其祖細胞快得多,然後進一步進化以逃避人類免疫。它的詭計甚至令一些長期研究病毒進化的科學家感到驚訝。牛津大學進化病毒學家 Aris Katzourakis 說,SARS-CoV-2 表明,「如果一種新型病毒進入沒有免疫力的空間,就會發生快速適應。」
猴痘會給人類帶來同樣令人不快的驚喜。7 月,柏林的研究人員發表了一份預印本,分析了47 名猴痘患者皮損中發現的病毒基因組序列。除了許多小的變化外,他們還發現了一種病毒,其中一個完整的基因被複制了,另外四個完全消失了。這篇論文的最後一段讀起來幾乎就像是一個警告:「痘病毒基因的變化結果在新宿主中不再需要或以其他方式改變的環境,其結果是不可預測的,」作者說。「我們在過去 64 年中所知道的 [猴痘病毒] 表型可能與近期的人類」猴痘不同。
許多研究人員說我們現在不應該太擔心。劍橋大學的痘病毒學家傑弗里·史密斯懷疑猴痘病毒是否會輕易變成毒性更強的版本。眾所周知,痘病毒的大量基因組以緩慢的速度進化,它們不容易適應逃避免疫,就像 SARS-CoV-2 那樣巧妙地做到了這一點。SARS-CoV-2 是一種傳染性極強的呼吸道病原體,第一年就感染了數億人;猴痘主要在男男性行為者中傳播,迄今為止僅報告了約60,000例病例,因此它的進化機會要小得多。
然而,這可能會改變。美國國家過敏和傳染病研究所資深痘病毒研究員伯納德·莫斯說,一個「糟糕的情況」是病毒進化得更快在人類中複製。這將使它能夠感染更多的人,這反過來又會加速它的進化,有可能使它更擅長感染人。
目前,猴痘病毒還不太擅長感染人類。它是一種多面手,似乎在撒哈拉以南非洲的一系列動物物種(其中大部分是嚙齒動物)中茁壯成長。病毒有時會蔓延到人身上,有時還會感染其他一些人。儘管近年來爆發越來越頻繁,但它們通常很小。每次出現後,病毒顯然又從人群中消失了。
這一次不同,因為猴痘在全球爆發中繼續在人與人之間傳播。「我們以前從未見過這種病毒有如此大的機會適應人類,」柏林查理特大學醫院的計算生物學家、7 月預印本的作者之一特里·瓊斯說。
註:在猴痘樣本中觀察到的突變使研究人員能夠追蹤從奈及利亞開始的當前疫情的根源。該病毒多次出口到其他國家,最終傳播到世界各地。由於人類蛋白質 APOBEC3 可能引入了許多突變,因此它們還可以顯示病毒在人類中傳播了多長時間。
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本文編譯自:Science
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