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Science:基因測序揭示埃博拉疫情源頭

  日期:2014-09-05  瀏覽:1

導讀:

哈佛大學和馬薩諸塞州劍橋博大研究院 Stephen Gire 和 Pardis Sabeti 等本周于 Science 在線發表了一篇文章,通過收集塞拉利昂埃博拉患者標本對病毒進行基因組測序,揭示疫情如何在塞拉利昂播散開來。8月29日,Science 傳染病專欄對此最新研究進展進行了深入報道。



今年 5 月下旬,塞拉利昂凱內馬政府醫院接診一名年輕孕婦,患者就醫時剛剛流產完伴高熱。由于當地曾流行一種出血熱性疾病“拉沙熱”,常引發孕婦流產,故院方首先考慮該名患者可能患有拉沙熱。

然而,近幾個月來鄰國幾內亞傳染流行另外一種出血熱性疾病疫情“埃博拉病毒病”,所以當患者開始出現大量出血時,醫務人員對其也進行了埃博拉病毒檢測。結果顯示為陽性,使該名患者成為塞拉利昂首個確診埃博拉病例。

值 得慶幸的是,這名年輕婦女最后病愈出院了。該例患者也成為這場悲劇的中心以及潛在重要研究的起點。Gire 和 Sabeti 等在塞拉利昂收集 5 月下旬至 6 月中旬期間前往凱內馬醫院就診的埃博拉患者的標本,共對 78 例標本進行測序分析,其中也包括這名年輕婦女。

研究人員共完成 99 個全序列分析(部分患者取樣不止一次),為深入了解疫情爆發期間傳播的病毒是如何變化的提供了依據。其結果有助于改善目前的檢測診斷方法,同時長遠來看還有利于指導研究人員對疫苗和治療藥物的研發。

然而,這項研究得以順利開展離不開奮戰在前線的衛生工作者付出的巨大代價。總共涉及 4 個國家、50 名合作醫務人員參與此次調研工作,協助收集標本并分析病毒基因組序列,其中 5 人工作期間不幸感染埃博拉病毒離世。

圖示為身著防護服的志愿者協助埋葬凱內馬醫院的一名埃博拉死者


杜蘭大學病毒學家、參與凱內馬醫院拉沙熱研究中心工作、文章合作者之一 Robert Garry 披露,塞拉利昂首例確診病例在醫院就診期間沒有繼續感傳染給他人。隨后,衛生部立即調派醫療小組前往該名婦女居住村落,追蹤她發生感染的地點并尋訪感染的途徑。

工作人員了解到,該名婦女近期參加過當地一名傳統治療師的葬禮,該治療師生前曾給幾內亞邊境地區附近的埃博拉患者治療疾病。調查小組發現另有 13 人發生感染,均為參加過該名治療師葬禮的周邊地區居住的婦女。

就是這些送葬者引發的塞拉利昂埃博拉疫情大爆發,導致超過 900 人患病、390 多人死亡。Gire 和 Sabeti 等收集這 12 名送葬者及其他患者的血液樣本,探究該病毒在疫情播散過程中是如何發生變化的。

西非埃博拉疫情分布地圖(圖源:WHO,8 月 20 日)


法國巴斯德研究所 Sylvain Baize 對來自疫情起源地幾內亞的首批埃博拉患者病毒樣本部分進行基因測序,但并未參與此次塞拉利昂患者樣本的測序工作。Baize 表示,這是第一次在人群中探索埃博拉病毒的真實演變過程。

此次基因組數據還揭示了病毒(正式名稱叫 EBOV)的傳播是如何止步于西非地區的。EBOV 是現在已知可感染人類的 5 種埃博拉病毒中的一種,自 1976 年以來,已引發中非和加蓬至少 12 起疫情。直到今年,西非疫情中再未發現該病毒株的感染。

一些研究人員基于早期的測序數據推測,EBOV 已在該地區動物群中傳播了數十年時間,而未被人類發現。但最新通過空前大量的人類感染病毒的基因組測序數據,卻支持另外一種觀點:過去十年病毒通過動物宿主從中非傳播開來。

但研究人員不確定是何種動物惹的禍,目前果蝠是主要懷疑目標(詳見 Science,11 April, p. 140)。至少現在已知有一種果蝠攜帶埃博拉病毒,其種群遍布中非至幾內亞地區。

Gire 和 Sabeti 等發現病毒基因組在當前埃博拉疫情中的變異速度很快,包括具有精確 PCR 診斷檢測的地區也同樣發現這個問題。Gire 表示,對這種病毒變異進行跟蹤觀察十分重要,以便必要時對檢測方法進行實時更新升級。

此外,病毒變異情況還對研制埃博拉疫苗和基于抗體的治療藥物(如 ZMapp,已對為數不多的幾例患者用藥)產生影響。Sabeti 披露,ZMapp 研究人員曾聯系過她咨詢她的研究小組在網上公布的最新測序數據。

數據分析結果表明,爆發在塞拉利昂的埃博拉疫情由至少兩個不同的病毒株感染導致,這兩個病毒株幾乎同時來自幾內亞。目前還不清楚是否那名死亡的治療師同時感染了兩種病毒變異體,或是其中一名送葬者獨立感染了一個病毒株。

分析疫情爆發后期一名患者的樣本結果顯示,有一個埃博拉病毒譜系消失了,同時出現了第三個病毒譜系。該病毒譜系來自一名感染護士,她在送往醫院的途中因病死亡。看起來這種譜系出自葬禮上出現的一種病毒所發生的一個新突變體。

Garry 表示,第三種病毒譜系的播散途徑包括,運送患病護士的卡車司機,以及該例患者死亡的那個小鎮上照料她的幾個人。

進一步研究埃博拉不同譜系間的差異,有可能解釋病毒突變與其生物學行為之間的相關性,如探究病毒致死性強弱、播散難易程度等。英國格拉斯哥大學傳染病演變和生態學專家 Roman Biek 評論這篇文章表示,該研究揭示了目前這些研究方法和工作未來的發展前景。

如 今,尚缺乏利比里亞和幾內亞感染者樣本的病毒測序分析,德國漢堡 Bernhard Nocht 熱帶醫學研究所 Stephan Günther 表示,其實驗室里留有幾內亞感染者的病毒樣本,研究小組正在尋找時機對標本進行測序。(本周 Günther 在尼日利亞,追蹤當地一名埃博拉患者的密切接觸者,該名患者是被利比里亞的一名游客感染上病毒的。)

另有研究人員在利比里亞收集患者樣 本,但主要致力于減緩當地疫情蔓延的工作。據報道,目前疫情已擴散至該國人口稠密的首都地區,并且尚沒有播散速度減緩的態勢。(近期剛果也對疫情提高了警 惕,因為在該國西北部一個偏遠地區突然出現了埃博拉感染跡象。截至本篇 Science 文章發稿時為止,還不清楚是何種埃博拉病毒株導致的此次疫情。)

Sabeti 等測序完畢后就立刻將結果發布在公共數據庫上,她希望這場掠奪走她同事生命的悲劇盡快結束,期望她的工作能激發其他科研人員盡快公布他們的研究數據,為此次西非疫情以及未來可能發生的疫情做好應對準備。

Sabeti 表示,“眾人拾柴火焰高,此次疫情需要所有科研人員集思廣益,分享最新結果獲得研究突破。”


源于 中國基因測序產業網

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