是什麼讓最近在西非爆發的埃博拉疫情如此兇猛？新研究表明，這種跨越國界並在該地區造成11,000多人死亡的病毒，至少發生了一種基因突變，使其能夠更好地侵入人體細胞。這一驚人的發現首次提供了證據，表明基因變化可能加速了病毒的傳播，並可能使這種可怕的疾病對人類更具致命性。
早期對2013-2016年埃博拉疫情的研究強調了其地理位置——位於多個邊界鬆散國家的交界處——以及人類行為因素如何幫助病毒在西非爆發，並超越了以往任何埃博拉疫情。但是，週四發表在《細胞》雜誌上的一對研究的發現，透過暗示基因也起到了作用，使這個故事變得更加複雜。這些研究依賴於基因組證據和實驗室實驗，旨在測試在西非流行期間發生基因變化的埃博拉病毒如何攻擊人類和動物的細胞。
兩個研究小組首先檢查了從賴比瑞亞、獅子山和幾內亞的埃博拉患者身上分離並測序的一千多個病毒基因組。其中一個小組還探索了來自馬裡的其他序列。來自雙方的作者表示，這兩個小組是獨立工作的，直到論文進展順利後才意識到彼此的工作。
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在馬薩諸塞大學、布羅德研究所和其他地方的16名研究人員領導的一項研究中，基因組分析確定了西非爆發期間發生變化的埃博拉病毒的部分。特別地，一個基因突變似乎影響了病原體與人體細胞結合的關鍵區域。實驗室測試證實，突變病毒可以更好地滲透到人類和其他靈長類動物的細胞中。該研究的合著者、馬薩諸塞大學醫學院的病毒學家傑里米·魯班說，這種變化如此之小，以至於早期的基因組差異計算分析並沒有發現它。
然而，這種相對微妙的修改可能產生了巨大的影響。更容易進入人體細胞可能使病毒在宿主體內更快地複製，並且這些更大的數量可能使其更有可能傳播給下一個人，魯班說。
除了更快的傳播速度外，該突變還與更高的死亡人數有關。研究人員發現，最近爆發的疫情中感染了突變埃博拉病毒的人，其死亡的可能性似乎是同一爆發早期感染了沒有特定突變病毒毒株的人的兩倍。馬薩諸塞大學的研究小組在分析了幾內亞兩組埃博拉患者的病毒基因組和健康結果後得出了這個結論：一組是早期爆發時感染的病毒，另一組是感染了後來突變的版本。即使研究人員考慮了其他因素——例如患者體內病毒數量的差異——很明顯，感染突變型別病毒的人更有可能死亡。“由於病毒在人與人之間的傳播更好，並不一定意味著它更致命。它可能只是增加了感染人數，但具有相同的致命性——從而由於傳播效率更高而最終殺死更多人，”魯班說。“然而，我們的資料表明它也更致命。”
儘管早期對埃博拉的基因組分析表明，在西非流行期間，病原體沒有發生實質性變化，但這些新研究的一個教訓是，研究人員不應僅僅基於計算比較來高估他們對突變影響的瞭解，馬里蘭州德特里克堡綜合研究設施的首席病毒學家詹斯·庫恩說，他沒有參與這項工作。“一個突變可以徹底改變某些東西，”他說，指的是實驗工作的結果。為什麼具有這些突變的病毒更有可能導致死亡仍然是一個謎。一種可能性是，突變病毒會導致更高的病毒血症——患者體內有更多病毒——但在這項工作中，這種關係本身並沒有統計學意義上的顯著性。魯班的研究小組希望啟動進一步的研究來解答這些問題。
在另一項研究中，諾丁漢大學的分子病毒學家喬納森·鮑爾和他的同事獨立得出了與另一個團隊相似的結論。基因組分析和細胞實驗表明，編碼埃博拉表面蛋白的指令的基因，該表面蛋白幫助病毒附著到宿主細胞上，已經進化到允許病原體更容易進入人體細胞。弗吉尼亞大學醫學院的病毒學家朱迪思·懷特沒有參與這項工作，她稱讚這兩項互補研究的發現“相當可信”，並表示“令人驚訝的是如此小的變化會造成如此大的損害。”
諾丁漢小組的實驗室實驗進一步發現，幫助病毒在人類中繁榮的突變可能使其在可能的動物宿主果蝠中傳播的效率降低。這種適應強調，一旦病毒蔓延到人類身上，它就不需要跳回其他物種來維持疫情的持續——它能夠在人與人之間傳播。（類似地，這項基因改變使得病毒更難進入其他非靈長類哺乳動物（如齧齒動物、貓和狗）的細胞，馬薩諸塞大學的研究發現。）
鮑爾說，最近爆發的疫情的地理位置等因素在幫助埃博拉失控方面發揮了最大的作用，但遺傳因素也可能有所貢獻。他指出，在最近的疫情中，病毒感染了超過28,000人，這為病原體提供了前所未有的機會發生突變，並在人類宿主體內變得更加成功。（本次爆發的病例和死亡人數比所有其他埃博拉事件加起來還要多。）然而，這種基因突變究竟允許埃博拉做什麼——例如，更容易附著到宿主細胞上或更好地逃避人類細胞防禦系統——仍然未知。“我們認為，其表面蛋白與宿主細胞表面相互作用的方式的變化使其效率更高，從而可以更快地發生[感染]，”鮑爾說。
鮑爾指出，埃博拉可能已經發生了其他尚未發現的重要突變。他說，他們現在知道的是，埃博拉的突變方式“會影響病毒感染人體細胞的能力——我們看到這些變化在病毒的代代相傳中傳遞下去，”他補充說。“對我們來說，這有點像確鑿的證據。”