埃博拉病毒真的在变异吗?

埃博拉病毒真的在变异吗?
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近一年来,西非出现了 规模异常巨大的一次疫情 ,全世界一直密切关注埃博拉病毒;迄今已有 8000多人死亡。科学家和公共卫生官员关注的事项之一,是病毒遗传特征如何变化。这是因为,过去埃博拉病毒的基因序列曾帮助科学家确定疫情期间的 传播模式 ,以及病毒可能 起源的时间和地点。

我们希望能直接根据病毒的基因序列预测其行为,但目前还做不到。因此, 英国广播公司(BBC)报道称 “追踪几内亚埃博拉疫情的科学家表示,病毒已经发生变异”时,这究竟意味着什么?病毒现在是否更具传染性,因此更容易传播,也让那些努力阻止疫情的人更加担忧?

答案可能是否定的。当然,病毒会发生变异——变异是生命活动的基本过程,所有病毒都会如此。这篇新闻报道并没有包含什么令人意外的新信息,但确实凸显了人们对病毒及其他生物变异的认识——或重视程度——不足。

一个不言自明的事实

变异指遗传变化的过程。遗传信息通常编码在基因组中;基因组由DNA构成,某些生物的基因组则由一种类似分子RNA构成。基因组十分重要,因为它们控制着生物几乎所有的功能:例如人类长着蓝眼睛还是棕眼睛;苍蝇有两只翅膀还是四只;或者病毒对某种药物敏感还是具有耐药性。

遗传信息由字母串表示:A、T(RNA中为U)、C和G。如果一个序列原本是ATCG,后来变为AGCG,我们就说它发生了变异。这是变异的一种,称为“单核苷酸变化”。这是最简单、最常见的情况之一,在埃博拉病毒等病毒中尤其如此。

变异是生物体中最重要的过程之一,也是拥有基因组的生命体的核心特征;没有变异,地球上就不会有生命。这是因为变异提供了 遗传多样性 ,自然选择等进化过程可以作用于这种多样性,从而改变生物体的某种特定功能。只有当这种变异及其带来的功能变化具有选择优势时,这种改变才会发生。

例如:某种细菌发生变异,因此能够抵抗一种常用抗生素;但在没有这种抗生素的环境中,它并不比不耐药的近缘菌更适应环境。而一旦加入抗生素,耐药菌的生长就会胜过敏感菌。因此,人们说变异推动进化。

变异的重要性

有些生物发生变异和进化的速度远快于其他生物。基因组由RNA构成的病毒(如埃博拉病毒)尤其容易发生高频变异。事实证明,其他一些RNA病毒也对人类健康构成重大威胁,包括流感病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)、丙型肝炎病毒(HCV)和麻疹病毒。

变异最迫切的影响之一体现在健康领域。已知有许多变异影响人类健康的案例,包括甲型流感病毒、HIV和HCV出现抗病毒药物耐药性;甲型流感病毒在流感季之间逃避免疫保护;以及新型病原体的出现,尤其是 流感大流行的起源,例如2009-10年H1N1病毒引发的大流行。

变异可能造成伤害的另一种方式,是改变我们诊断感染的能力。如今,病毒诊断通常依赖序列特异性方法,例如聚合酶链式反应(PCR)和测序。如果某种变异使病毒无法被实验室诊断手段检测到,它就会逃过我们的发现。

变异与埃博拉

此次疫情期间,埃博拉病毒感染了2万多人,约40%的感染者因此死亡。近期,抗击埃博拉的策略包括三方面:诊断病例并将其隔离;对确诊病例进行隔离治疗,采用标准护理和针对性抗病毒药物;以及努力开发预防策略,例如安全有效的疫苗。这些策略似乎有效控制了疫情。

但迄今还没有埃博拉抗病毒药物完成III期临床试验, 这些疫苗也都尚未完成,尽管相关试验 预计即将开始 ,地点就在受疫情影响的国家。

如果埃博拉病毒发生变异,会妨碍当前这种积极应对吗?甚至会妨碍未来的应对吗?这是一个重要且合理的问题,因为它可能影响我们控制这场疫情以及未来类似疫情的能力,而这对于挽救生命至关重要。

研究 对病毒基因组变异 进行考察后 发现,发生变化的基因也包括抗病毒治疗(包括疫苗接种)的靶点。这些研究有力地说明,我们现在及未来都应密切关注这些序列。但我们的预测能力也仅限于此。如果不在受控的实验条件下测试这些变异在病毒中的功能,我们就无法下定论。不过,这类研究迄今尚未发表。

埃博拉病毒的传染性是否正在增强?

一个重大担忧是,埃博拉病毒是否可能进化,从而在人群中变得更具传染性。这可能通过两种方式实现:病毒引发的疾病不那么严重,使病毒能够更多排出;或者病毒经由空气传播,而不是通过体液传播。

法国巴斯德研究所的遗传学家阿纳瓦杰·萨坤塔拜(Anavaj Sakuntabhai)所在的研究团队曾发出埃博拉病毒发生变异的警告。他说,他们现在已经发现了几例完全没有症状的病例,即无症状病例。“这些人可能更容易传播病毒,但我们还不知道是否如此,”他说。“病毒可能会发生变化,变得致死性较低、但传染性更强;这是我们担心的事情。”

不过,正如萨坤塔拜所承认的那样,目前我们没有证据表明第一种情况正在发生,也没有证据表明病毒正在进化,使人患病程度减轻。发现更多病情较轻的病例,可能是因为我们整体上更有能力诊断埃博拉。此外, 有人提出 ,埃博拉病毒感染的无症状病例可能比过去认为的更常见。

尽管 标题如此耸动,但埃博拉病毒进化到经空气传播的可能性仍然极低。病毒改变传播方式并无先例;考虑到埃博拉病毒在此次及以往疫情中有过许多机会发生这种改变,却始终没有出现,说明这种传播特性的进化或许是它难以逾越的一步。

终结疫情

近期,三个受影响国家的埃博拉病例数 开始下降 。这表明我们的干预措施开始奏效。因此,这种积极进展很可能归功于一线临床医务人员和实验室工作人员出色的工作:他们运用现有的标准护理,诊断、隔离并治疗患者。如果这一势头持续下去,我们或许会在 2015年底之前看到此次疫情的最后一例病例。

因此,尽管人们对变异有种种担忧,此次疫情仍在得到成功控制,而且目前还没有针对性抗病毒治疗手段。我们应该专注于完成眼前的工作,运用已知有效的方法遏制这场疫情。

本文与 The Conversation合作发表。本文的发表并不意味着世界经济论坛认同其中的观点。

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作者:康纳·班福德(Connor Bamford)是英国MRC格拉斯哥大学病毒研究中心的博士后研究员。

图片:一名卫生检疫研究人员向海关警察演示埃博拉症状。路透社/中国日报。

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