世界上最大的寨卡病毒收藏庫位於加爾維斯頓德克薩斯大學醫學分部平坦的校園中，一座棕褐色的混凝土建築拔地而起。內部，武裝警衛在遊說廳值守，進入某些樓層需要特別許可。這些安全措施到位是因為其他病毒，包括那些引起埃博拉病毒和嚴重急性呼吸綜合徵（SARS）的病毒也在這裡。
寨卡病毒不像致命的埃博拉病毒那樣容易傳播，因此研究蚊媒病毒的實驗室不需要類似太空服的防護裝備。最近一次訪問中，我用裸手拿著一個透明塑膠袋，裡面裝著完整的病毒收藏品。袋子裡17瓶純淨的凍幹病毒看起來像舊膠水。它們看起來不像引發全球健康危機的物質，這場危機已經讓整個國家陷入恐慌。（遞給我袋子的科學家確實一直用一隻手在旁邊懸停，大概是準備在我掉落時接住它。）儘管外觀樸素，但對這些收藏品進行的實驗可能是研究人員瞭解病毒如何失控以及如何應對的最佳希望。
這個塑膠袋裝著世界上最大的純寨卡病毒收藏品，存放於加爾維斯頓德克薩斯大學醫學分部。 圖片來源：迪娜·範恩·馬龍
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這種病毒最初在烏干達被發現，60多年來，它一直規模很小，科學家們沒有太在意，認為它只會引起與輕度流感相當的症狀。但自2015年以來，寨卡病毒已經傳播到40多個國家，透過蚊蟲叮咬或人類性接觸傳播。研究人員現在將其歸咎於可怕的出生缺陷，包括小頭畸形（嬰兒出生時頭部異常小）和格林-巴利綜合徵（一種可能影響任何年齡段患者的自身免疫性疾病）。“我們瞭解得越多，情況就越糟糕，”美國國立衛生研究院國家過敏和傳染病研究所所長安東尼·福奇說。
病毒學家現在需要弄清楚兩種潛在原因中的哪一種是導致寨卡病毒爆發的原因。一種可能性是病毒內部的基因變化使其感染人類和致病的能力增強。第二種情況是變化發生在病毒外部：經過幾十年的相對隔離，它到達了人口稠密地區，為其傳播提供了更肥沃的土壤。如果研究人員發現病毒內部的新突變，這些突變也使其能夠突破胎盤並導致胎兒小頭畸形，那麼他們就可以尋找對抗這種傳播的方法。
如果疫情爆發僅僅是環境變化的結果，那麼也許寨卡病毒一直有能力造成嚴重影響，但它們在小群體中很少見，只有當病毒襲擊大量人群時才變得明顯。“這可能只是一個數字遊戲，”美國疾病控制與預防中心醫學流行病學家艾琳·斯臺普斯說。（還有第三種不太被接受的理論，認為先前接觸另一種名為登革熱的病毒可能會使人們更容易感染寨卡病毒。但與其他兩種觀點相比，這種觀點的支援較少。）
加爾維斯頓是解決這種內部與外部辯論的理想場所，因為醫學分部研究中心是大型世界新興病毒和蟲媒病毒參考中心的所在地。（後者是由蜱蟲、蚊子或其他節肢動物攜帶的病毒。）該收藏品包括7000多種病原體。研究人員還擁有各種專門資源，用於測試病毒在各種昆蟲和動物中的感染性、病毒基因測序和病原體結構成像。
活靈活現
為了在關於寨卡病毒出了什麼問題的相互競爭的理論中做出選擇，蟲媒病毒專家斯科特·韋弗（大學人類感染與免疫研究所主任）和他的同事們已經擅長一項相當神秘的技能：讓蚊子吐口水，這也很有幫助。
在過去的幾個月裡，韋弗的團隊用實驗室培養的蚊子（與在巴西和多明尼加共和國傳播疾病的昆蟲有關）餵食摻有墨西哥2015年寨卡病毒株、柬埔寨2010年病毒株或塞內加爾1984年病毒株的血餐。科學家們等待一段時間，然後誘使蚊子吐口水，並檢查唾液中含有的寨卡病毒顆粒的數量。比較攜帶不同寨卡病毒株的蚊子，研究人員可以測試較新的毒株是否比舊毒株更快地從昆蟲的腸道傳播到唾液中。病毒中這種速度的增加通常是由基因變化引起的。如果現在在美洲和加勒比地區發現的病毒比其他毒株更快地進入昆蟲的唾液中，它可能會助長人類中更大、傳播速度更快的疫情爆發，並支援內部/外部假設對決中的內部版本。
博士生克里斯托弗·朗迪已成為主要的口水收集員。“基本上我每天都在收集蚊子的唾液，”朗迪說。“聽起來並不那麼迷人。”朗迪在韋弗的實驗室開始測試，首先將特定毒株的寨卡病毒與當地醫院捐獻的人血混合。（這些血液已經太舊，不能用於人類輸血。）然後他將摻有病毒的血液倒入一個金屬罐中，用老鼠的皮膚覆蓋住金屬罐——蚊子更喜歡叮咬皮膚。罐的另一側連線著一個加熱器，因為蚊子也喜歡溫熱的食物。然後將整個裝置皮膚朝下放置在一個裝有數十隻雌性蚊子（雄性不咬人）的小型泡沫塑膠容器的開口上方。雌性蚊子被血液的氣味激怒，用口器刺穿皮膚，有時刺穿兩三次。一旦它們吃飽了，它們的胃就會變得紅色和膨脹——清楚地表明它們已經吃飽了。
對於一些蚊子來說，這是它們的最後一餐。之後每天都會殺死少量這些昆蟲並將其拆開。它們的身體（不包括腿）被混合成漿狀；腿也同樣被搗成泥並單獨研究。然後仔細檢查這兩批昆蟲碎片中是否有病毒跡象——病原體在體內傳播距離的指標。
科學家們在德克薩斯大學醫學分部的寨卡病毒實驗中透過將蚊子放在冰上來麻醉它們。 圖片來源：迪娜·範恩·馬龍
八天後，朗迪將注意力轉向昆蟲的唾液。他將少量剩餘的活蚊子放入冰箱中約一分鐘來麻醉它們。然後，朗迪使用鑷子和放大鏡輕輕地將它們的口器引導到一個裝有鹽溶液的小管中。暴露於鹽混合物中會迫使它們流口水。他將唾液新增到細胞培養皿中，並混合入使感染寨卡病毒的細胞變成紫色的化學物質。紫色細胞肉眼可見。在顯微鏡下，朗迪還檢查唾液中是否有他可能錯過的微小紫色斑點——病毒顆粒。
如果較新的寨卡病毒株存在基因變化，朗迪、韋弗和德克薩斯大學醫學分部病理學家尼科斯·瓦西拉基斯尤其對任何可能幫助病毒滲透人類細胞或透過蚊蟲叮咬幫助其傳播的基因變化感興趣。他們還想知道突變是否可以解釋其與小頭畸形的聯絡。例如，由於生物體複製率的提高，任何一滴血液中的病毒更多，這可能有助於病毒更容易地穿過胎盤屏障併到達發育中的胎兒。如果沒有此類變化，這也說明問題。它將天平向“外部”環境因素傾斜。
例如，由於生物體複製率的提高，任何一滴血液中的病毒更多，這可能有助於病毒更容易地穿過胎盤屏障併到達發育中的胎兒。如果沒有此類變化，這也說明問題。它將天平向“外部”環境因素傾斜。
使用這種方法尋找內部/外部證據以前奏效過。同一個加爾維斯頓團隊使用類似的方法確定另一種蚊媒疾病基孔肯雅熱在過去發生了變異。透過研究唾液，他們發現特定的基因適應使該病毒（通常由埃及伊蚊傳播）能夠透過跳到不同的攜帶者——白紋伊蚊來擴大其傳播範圍。例如，病毒的一種糖蛋白中的單個氨基酸變化使病毒在昆蟲中的複製能力比以前容易約40倍。該資訊促使衛生工作者將有關該疾病的警告擴大到太平洋地區的更多地區，而不是將其限制在面臨其中一種物種風險的地區。（韋弗說，寨卡病毒不太可能發生類似的物種跳躍，因為該病毒已經在埃及伊蚊棲息的地區蓬勃發展。）
移動目標
寨卡病毒檢測結果於四月下旬最終確定。在透過數千只昆蟲追蹤不同毒株的病毒後，加爾維斯頓團隊得出了一個低調的結論：最新的寨卡病毒株似乎並不比之前的毒株更活躍或更易傳播。事實上，來自非洲的20世紀80年代的舊寨卡病毒在蚊子體內傳播速度更快一些。這一發現並沒有完全消除有害基因變化的觀點，但這一證據將指責的天平傾向於環境因素。
對於像韋弗這樣關注公共衛生的科學家來說，環境因素的傾向令人不安。“從某種程度上來說，這是個壞訊息，因為這告訴我們，今天在亞洲和非洲流行的毒株可能至少具有與過去相同的引發城市流行病的能力，”他說。（然而，這些人群中一些人因過去疫情而產生的免疫力可能正在保護他們免受大規模流行病的侵襲。）隨著越來越多的人患病，公共衛生官員看到了小頭畸形、其他出生缺陷和格林-巴利綜合徵的增加，足以引發關注和進一步調查，嚴重症狀變得更加明顯。
資料來源：德克薩斯大學醫學分部斯科特·C·韋弗，《寨卡病毒媒介和宿主》，2016年2月26日；愛德華·B·海耶斯，《非洲以外的寨卡病毒》，載於《新興傳染病》，第15卷，第9期；2009年9月；疾病控制與預防中心。 圖片來源：蒂芙尼·法蘭特-岡薩雷斯
新墨西哥州立大學生物學教授凱瑟琳·漢利研究登革熱和寨卡病毒等病毒，她指出環境和內部突變實際上可能協同作用。“這些不是相互排斥的假設，”她說。 “可能是病毒以前很少接觸城市人口，但在獲得這種接觸的過程中，它也獲得了增加其傳播的突變。”加爾維斯頓和其他地方的研究人員計劃對昆蟲和動物進行進一步的測試，以探索這一想法和其他想法。
關於這種病毒仍然有很多未知之處。例如，寨卡病毒感染人類細胞並劫持其機制多次複製自身的方式已被證明難以捉摸。而且由於這種病毒與登革熱非常相似，因此寨卡病毒的檢測仍然是一個嚴峻的挑戰，使準確追蹤傳播的努力變得複雜。2007年密克羅尼西亞雅普島的首次大規模爆發感染了該島70%的人口，但之所以被發現，僅僅是因為科學家們假設該島正遭受登革熱的圍困而被部署在那裡。科學家們說，其他寨卡病例無疑被完全遺漏了。
這表明研究人員一直低估了這種病毒。 他們擔心，也許其他看似良性的威脅也可能比以前認為的更危險。“你不必害怕，但你必須思想開放，反應迅速，”美國疾控中心的斯臺普斯說。如果寨卡病毒以及其他新興病毒在接觸不同人群時產生意想不到的影響，那將是一個嚴重的問題。如果不加強對偏遠地區疾病的全球監測，衛生機構將很難預見或為一種可能迅速傳播到城市地區並失控的生物體做好準備。
目前尚未進行這種監測：許多發展中國家的衛生基礎設施薄弱，幾乎沒有可用資源來加強它。此外，世界衛生組織年度預算的大部分來自捐助國，這些捐助國將其指定用於艾滋病毒預防或脊髓灰質炎根除等特定專案，而不是對模糊威脅的監測。
然而，人類並非沒有防禦能力。一些殺蟲劑和殺幼蟲劑對寨卡病毒的首選宿主埃及伊蚊有效，因此疾病控制專家知道要研究和針對哪些蚊子。儘管如此，美國疾控中心蟲媒病毒疾病分部代理主管安·鮑爾斯說，“我們需要更加警惕。”她知道，改變一種疾病的概況只需要多叮咬幾口蚊子。