《PNAS:寨卡病毒关键突变促进其传播》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-08-05
  • 近日,来自得克萨斯大学加尔维斯顿分校的学科团队发现了寨卡病毒突变现象,该突变可能与2015/2016年爆发性病毒传播以及感染孕妇所生的小头畸形(小头颅婴儿)有关。该研究目前发表在《PNAS》杂志上。

    寨卡病毒在2015年和2016年导致全球流行。寨卡病毒与西尼罗河病毒,登革热,黄热病和基孔肯雅病毒一样,主要是通过蚊子传播的。这些病毒不断威胁居住在特定地区的人们。每年仅登革热病毒就导致3.9亿人感染。由于这些病毒在蚊子和动物/人类之间传播,因此它们很容易发生基因突变,使其具有很高的能力出现并引起流行。

    在这项研究中,研究者们确定了Zika包膜蛋白中的突变,该突变可增强妊娠小鼠的母婴传播,增加新生小鼠的神经系统疾病和致死率,并提高被感染的非人类灵长类动物血液中的病毒水平。当蚊子叮咬寨卡病毒时,血液中升高的病毒水平会增加将病毒传播给蚊子的可能性,从而促进了病毒在蚊子和人类之间的城市传播。

    研究作者,人类遗传学教授Peiyong Shi说:“我们的研究表明,寨卡病毒包膜突变V473M刚刚在2015年美洲流行之前发生,它增强了被感染细胞中的寨卡病毒颗粒装配。增强的病毒装配导致人类疾病和孕妇传播增加。病毒遗传变化以及宿主免疫力低下,可能是2015年和2016年寨卡病和严重疾病的原因。”

    “有超过500种已知的虫媒病毒,其中100种会引起人类疾病。由于虫媒病毒聚合酶(一种负责放大病毒基因足迹的酶)缺乏校对能力,因此这些病毒易于发生高突变频率。因此,这些病毒经常出现并重新出现。”

    他说:“ RNA病毒是引起暴发和流行的最常见病原体,包括埃博拉病毒和SARS-CoV-2。了解病毒的出现和传播机制对于检测和应对未来的爆发至关重要。尽管世界目前关注的是COVID-19,但我确信COVID-19不会成为我们面临的最后一个新型病毒。建设公共卫生能力和对策技术是克服这些威胁的唯一有效手段。”

  • 原文来源:https://www.pnas.org/content/early/2020/07/31/2005722117;http://news.bioon.com/article/6759637.html
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    • 一直以来,科学家都在寻找寨卡病毒疫情暴发的罪魁祸首。3月22日,清华大学医学院教授程功及北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院研究员田怀玉等人在《自然—通讯》发表研究,发现在病毒污染水体中孵化的蚊子,可直接感染寨卡病毒。 “这一途径让病毒传播周期大大缩短,可导致寨卡病毒在自然界中快速流行。”程功对《中国科学报》表示。 异常迅速的病毒扩散 世界卫生组织数据显示,目前全球已有86个国家和地区暴发寨卡疫情。对大部分成年人而言,感染寨卡病毒后可能会出现发热、头痛、肌无力等情况;但孕妇感染寨卡病毒后,可能会造成新生儿小头畸形。 而且,这种病毒目前“无药可解”——有效的抗病毒药物及疫苗尚未被研发。 寨卡病毒经由埃及伊蚊和白纹伊蚊传播。2015年,寨卡病毒在南美洲暴发,并迅速蔓延至全球数十个国家和地区。2016年寨卡病毒疫情上升为全球紧急公共卫生事件。 从前默默无闻的寨卡病毒何以在短期内迅速扩散? 程功告诉《中国科学报》,寨卡病毒的暴发流行可能由多种因素导致,比如病毒位点发生突变导致病毒感染能力增强等。 不过,按经典的病毒传播路径,人体感染病毒大约需要一到两周时间,在这一窗口期若有蚊子叮咬,蚊子感染并拥有传播病毒的能力,也至少需要两周。整个病毒传播和循环的周期较长且复杂。 流行病学调查显示,感染者血液中会含有一定的寨卡病毒,但单位血液中活病毒颗粒数含量较低,约为102-103pfu/ml。如果通过叮咬途径,仅有少量蚊虫能从感染者获取病毒,因此经典途径难于在短时间内让疫情急剧扩散。病毒扩散异常迅速可能另有原因。 水中滚雪球 研究者将目光转移到了病毒携带者的尿液上。先前研究表明,寨卡病毒可随尿液排出体外,病毒颗粒数量约为10-20 pfu/ml,和血液中的病毒量相比更低,但威力也更大。 会飞之前,蚊子从卵到幼虫再到蛹的几个成长阶段都发生在水中。程功等人通过实验发现,即便寨卡病毒携带者的尿液中仅存在少量病毒颗粒,也可以成功让蚊子的幼虫被感染。 这导致寨卡病毒的传播效率大大提高——从人体血液中感染病毒的过程被省略,蚊子可在幼虫时期从被污染的水体中获取病毒,并在成年后通过叮咬继续传播。 而这一过程中,“水体污染不是一次性的,带有病毒的尿液会持续性地排放到水中。”程功表示。按每2-3小时排放一次、一日1-2升的排放量计算,水体中病毒活性一直存在,蚊子幼虫感染病毒的几率大大提升。 如此一来,新的传播途径让病毒感染的“雪球”越滚越大。寨卡病毒在某区域集中暴发,集中水体被感染者尿液持续污染,即便水体中仅有少部分蚊子感染,病毒的扩散周期也会被迅速缩小。 中国疾控中心病毒病预防控制所脑炎室主任王环宇告诉《中国科学报》:“以往研究认为,伊蚊更多地是在相对清洁的小水体中进行繁衍。但是越来越多证据表明,伊蚊已经进化出在污水中的生存能力,程功等人的研究发现让人们有了新的认识。” 防控新思路 研究还发现,随尿液排出体外的寨卡病毒,活性可维持几小时至十余小时不等。是什么因素决定了病毒的稳定性? 答案是酸碱性。若感染者排出尿液的pH值低于6.5,病毒就会丧失活性。因此通过控制水体的酸碱程度,就能有效遏制病毒感染蚊子幼虫。 “缺乏污水处理的公共卫生环境会对蚊虫滋生及寨卡病毒的传播创造条件。为避免寨卡病毒及其他蚊媒病毒暴发,我们建议,除了疫苗、杀虫剂等防护措施,还应建立有效的污水处理系统。”程功指出。 此外,对于未发生大规模疫情暴发的地区,研究建议,当发现有个别外来感染者出现时,就可以采取相应措施进行预防。“比如在污水中加入盐酸,降低污水pH值,防止蚊虫在水中感染。”程功表示。 王环宇指出,这样的防控方式通过调整水体酸碱程度,在不大量使用化学试剂、不污染环境的情况下,就能达到消灭病原体的效果。“可操作性非常强”。 “这项研究具有关键的公共卫生意义”,首都医科大学传染病学研究所教授曾辉告诉《中国科学报》,“今后针对寨卡病毒进行防控时,可以通过加强污水处理等方式,达到更好的防控效果。” 曾辉还表示,寨卡病毒出现新的传播路径可能不是孤立现象。“我们近期针对黄热病及裂谷热等蚊媒疾病的研究,在感染者尿液中也检测到了活性蚊媒病毒。我们今后可以在此基础上展开合作,进一步探明蚊媒病毒的传染机制,提供更好的公共卫生防控策略”。曾辉说。
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    • 编译者:hujm
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