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追溯HIV源头和传播史最早病毒分离株来自一只被俘的黑猩猩

放大字体  缩小字体 2019-10-03 23:21:13  阅读:5830 作者:责任编辑NO。姜敏0568

本文系生物谷原创编译,欢迎共享,转载须授权!

谷 君 说

在曩昔的数十年间,一支科学家们组成的专业团队一向追溯着HIV病毒的来历。他们可以答复咱们这个时代最迫切需求回答的问题,这种可怕的感染疾病终究怎么发作?咱们怎么避免它在未来的繁殖和延伸呢?

HIV通过损坏人体的T淋巴细胞,然后阻断细胞免疫和体液免疫进程,导致免疫系统瘫痪,然后致使各种疾病在人体内延伸,终究导致艾滋病。因为HIV的变异极端敏捷,难以出产特异性疫苗,至今无有用医治办法,对人类健康形成极大要挟。

图片来自NIAID。

HIV病毒终究从何而来?

自上世纪八十时代以来,艾滋病的盛行现已夺去超越3400万人的生命。据国际卫生安排(WHO)核算,据估计,2017年,全国际有3690万人感染上HIV,其间仅59%的HIV感染者承受抗逆转录病毒药物(ART)医治。目前为止HIV仍然是全球最大的公共卫生应战之一,因而急需深入研讨HIV的功用,以协助研讨人员开宣布可以有用对立这种疾病的新疗法。

为阻挠病毒许多仿制对免疫系统形成危害,HIV感染者需求每天乃至终身服用ART。尽管服用ART已被证明能有用按捺艾滋病发作,但这类药物价格昂贵、耗时耗力且副作用严峻。人们急需找到治好HIV感染的办法。

可是,这种丧命性的HIV病毒终究从何而来?让咱们一同跟着纪录片,探寻艾滋病实在来历。

科学家们探寻的旅程始于美国。在美国,发作着为数不多,但极为可怕的逝世工作。类似一种隐性杀手,攫取男同性恋者的生命,且常常无法治好。美国亚特兰大国家疾病控制中心的科学家们发布的一项研讨成果表明:男同性恋者的生活方式导致了这种稀有的丧命性疾病的传达。随后,科学家们将这种奥秘的感染疾病命名为艾滋病(AIDS),而且发现这种疾病的元凶巨恶是HIV病毒。

感染人细胞的HIV,图片来自NIH。

人们刚初步以为HIV病毒仅在男同性恋者中传达,可是很快就发现工作并非如此:这种病毒也进犯其他的人群:性工作者和静脉注射的吸毒者。此外,它也可以通过血液传达。这意味着没有任何人可以无忧无虑。可是,这种不知道的病毒杀手来历于何处始终是一个难以破解的疑团。

在美国引发极度惊惧之后,欧洲也呈现了相同的感染病例。这些遭到HIV感染的患者都来自非洲中部。1994~2008年担任联合国艾滋病规划署履行主任的比利时科学家Peter Piot针对这种现象,前往坐落非洲中部的刚果民主共和国的首都金沙萨一探终究。他发现在刚果民主共和国,艾滋病不只可以感染男同性恋者,也感染异性恋者和女人。这意味着这种疾病或许可以吞噬整个国际。

HIV是怎么潜入人类巨大杂乱的联系网络的?

这个问题一向困扰着一位研讨者:比利时医师Dirk Teuwen。

他一向以为HIV病毒具有一个奥秘的来历史,等待着科学家们去提醒。可是自从Dirk初度拜访刚果之后的三十年间,有关艾滋病来历的种种头绪逐步消失。

刚果在前史上长时刻遭受着比利时的严酷殖民统治。早在二十世纪八十时代初,金沙萨就遭受着HIV病毒的暴虐。可是,这种病毒在那里存在多久了呢?有科学家们猜想比利时对刚果的严酷殖民统治与这种丧命病毒的来历存在关联性。

鉴于保存于白腊中的脾脏、肝脏和淋巴等健康安排样本和胸腺肿瘤等肿瘤安排样本不会腐朽,白腊除了可以保存人体安排之外,还可保存病毒。因而,Dirk假定通过剖析前期存档的白腊包埋的安排样本,人们就有或许终究提醒HIV病毒怎么跟着时刻的推移发作进化,这对未来的科学发展也大有协助,比方疫苗开发。

这种假定是有依据的。就在几年前,Dirk和他的团队无意中发现了一份HIV阳性的安排样本,时刻可以追索到1960年。可是一份样本数量太少,说服力并不满足。为了揭穿HIV的隐秘前史,Dirk还需求找到这种病毒在二十世纪八十时代前就已感染数千人的确凿依据。

通过一番辛苦的查找后,Dirk团队将在金沙萨大学找到的二十世纪六十时代存档的数千个安排样本送交给美国亚利桑那大学的进化生物学家Michael Worobey进行基因剖析。Michael从中发现至少有三个安排样本存在HIV病毒。这表明至少在二十世纪五六十时代,当地就迸发了大规模的艾滋病传达。

最早的病毒别离株来自一只被俘虏的黑猩猩

这种可怕的病毒终究从何而来呢?Dirk前往美国宾州费城寻求病毒学家Beatrice Hahn的协助。30年来,Beatrice一向致力于寻觅HIV病毒的诞生地,她从研讨病毒的分子脚印下手,一种办法是和类似的物种进行比较,成果表明,这是一种初步就进犯灵长类动物的病毒。事实上,人们所发现最早的病毒别离株来自一只被俘虏的黑猩猩。

在非洲城外,人们猎食山公和猩猩。不为人知的是,这些动物会死于一品种艾滋病病毒,这种病毒和进犯人类的病毒十分类似。或许是一次不小心的刀伤,或许是一滴血进入创伤,导致这种可怕的病毒从山公传到达了人类体内。可是这种意外的传达是在哪里发作的呢?

黑猩猩生活在刚果河北部,规模掩盖整个非洲西部和中部的原始森林。多年来,Beatrice的郊野查询团队再接再励地在查找这片人迹罕至的区域,寻觅有研讨价值的依据。鉴于很难取得黑猩猩的血液样本,他们转而寻觅了它们的粪便,特别是新鲜的粪便。

数千份取得的黑猩猩粪便样本被送到美国费城进行科学剖析,它们是否感染上与HIV相类似的病毒呢?这种病毒的基因暗码和人感染HIV的基因暗码终究有多类似呢?两种病毒越挨近,就越挨近HIV的发源地。

黑猩猩的活动规模受限于河流等自然资源要素或人类捕猎等活动,黑猩猩种群活动的方位相对固定,所以病毒的方位也相对固定,假如人们发现的成果这儿是两种病毒最挨近的区域,那么定论便是这个地址便是HIV诞生的摇篮。阅历了多年的数据搜集,Beatrice将HIV从黑猩猩传到达人类种群的规模缩小到喀麦隆偏僻边境方圆仅有几平方公里的区域内。

这儿是起点,丧命病毒的发源地。这是一个间隔金沙萨数千公里的当地。那么这种病毒是怎么远离人类文明的杳无人迹的原始森林传到达大都市金沙萨的呢?

Michael找到了一种新办法可以破解重要的疑团供给至关重要的协助。在图桑实验室,他有了惊人的发现:二十世纪六十时代的病毒并不完全相同,这就意味着这种病毒杀手现已有了满足的时刻进行和变异,这说明HIV的发作时刻远远早于二十世纪六十时代

Michael表明,假如或许的话,需求找到更多的HIV基因序列,然后核算它们的进化时刻。依据现代的HIV基因序列和二十世纪六十时代的HIV基因序列,假如进化速度坚持稳定的话,就可推算出它最早呈现的时刻。

2019年7月,Michael及其团队估测人类初次感染HIV的时刻应该是1896-1905年间,此前这一日期被以为是1920时代。这就意味着HIV现已有了超越100年的前史了。这个发现完全改变了人类对艾滋病的全部认知。

图片来自bioRxiv, 2019, doi:10.1101/687863。

人类不断侵略自然界,病毒就有许多时机进行跨物种传达

针对这种病毒怎么从喀麦隆偏僻边境的原始大森林传到达刚果首都金沙萨,法国前史学家凯瑟琳-科奎伊-韦德洛维奇给出她的解说。

首要,初步发现这个偏僻区域的是法国人,并将这儿变成法属殖民地,并将那里租借给私家特许运营公司。这些公司展开象牙、橡胶和木材生意,对当地人进行殖民役使,殖民地的罪过一向继续到二十世纪三十时代晚期,那时病毒现已从猿类传达给人类,它有满足的时刻和时机在人群中大规模传达分散开来。

再者,昏睡病在1900年到1910年间迸发,对殖民地公民的役使到达巅峰,它在役使人群中快速地传达开来。殖民者用急进疗法应对昏睡病旨在让当地的劳动力免遭削弱。他们将针头重复利用来确诊和医治昏睡病。一般做法是这些针头在未经妥善消毒的状况下一次就医治9000名患者。

终究,艾滋病的传达又搭上了另一辆顺风车。欧洲人将一种可怕的性病---梅毒---带到了当地。当地女人被视为劳动力和性服务者,遭到了克扣和役使。假如男性被感染,女人也会被感染。性病呈现爆破式添加。一切这一期都孕育了病毒性感染病的膏壤。HIV病毒终究传到达刚果最大最富贵的首都金沙萨。

殖民统治导致的生灵涂炭给HIV传达发明了良机。不可胜数的人群都感染上这种病毒。紧接着病毒跟着社会的动乱和政局的革新在全球规模内敏捷分散延伸。

前史一次次地在重复曩昔的灾祸。在一个世纪前,这种病毒就从喀麦隆的桑家河脱离原始森林,初步了它的屠戮之旅。今日,外国公司仍然在那里掠取丰饶的雨林。珍稀树木被出口美国和欧洲。因为传统社会结构土崩瓦解和人口流动性的添加,那里的艾滋病感染率高居国际第一,每4人傍边就有1人被感染。

中心问题是是否还会其他致病病毒进入到人类血液中并引发新的感染病大规模盛行呢?科学家们以为现在呈现许多新式感染病,病毒和细菌在人类和动物之间的传达正在明显添加。这些跨物种传达极有或许导致新的疾病大规模盛行。

风险的是,猎食野生动物仍然在当地盛行,当地人仍然将捕猎的动物作为蛋白质的首要来历。森林中的羚羊、山公和猿猴等动物都是他们最稀松往常的食物。

打猎不只对野生动物形成要挟,一起意味着人类暴露在从未触摸过的病原体要挟之下,可是当地人为了生计别无选择。这与HIV的传达分散千篇一律。一滴血液的侵入,一次疏忽大意的刀伤,就会让新的病毒从动物传达给人类。最新的血液查询显现10%的当地人口已被感染了某种病毒,它是一种从未在人类中发现过的新式病毒。这极有或许是下一次大规模盛行感染病的初步。

100年前,HIV在非洲严酷的殖民统治中找到了突破口。因为疏忽大意和种族歧视,艾滋病被完全忽视,随之感染了数百万人。二十世纪八十年时代,出于对同性恋者的狭窄憎恨和敌视,人类又浪费了许多名贵的时刻。假如在其时艾滋病刚初步在全国际传达的时分,人们就马上采纳全球化的应对战略,那么即使没有杰出有用的药物,也可以解救数百万人的生命。

了解艾滋病的来历及其传达途径,对人类生计至关重要。假如未来呈现新的感染病迸发,了解它们的传达手法,将最大程度地协助人类抗击病魔。Michael说,“艾滋病的大规模盛行仅仅一个工作,一个已发作的工作,它绝不是终究一个传达给认了人类的病毒。或许此时此刻某种新的病毒在一些人的血液中伺机而动,极有或许成为下一个HIV病毒,席卷全球。因而咱们的动机之一便是尽或许地全面了解它,以便在下次危机发作时,可以知己知彼,更好地应对。”

Dirk说,“因为现代人类不断侵略自然界,病毒就有许多时机进行跨物种传达。更丧命的是,病毒仅需24小时就或许传遍全球。对待大自然,咱们应当始终如一坚持谦卑和敬重。这是咱们每个人都应当上的必需课。假如咱们将这一点扔掉,咱们的子孙后代将遭受灭绝性重创。

参考资料:

1.科教频道纪录片 《艾滋病来历之谜》

https://weibointl.api.weibo.cn/share/92501512.html?weibo_id=4414911075575810

2.Sophie Gryseels et al. A near-full-length HIV-1 genome from 1966 recovered from formalin-fixed paraffin-embedded tissue. bioRxiv, 2019, doi:10.1101/687863.

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