全球猴痘病例持續上升,迄今已報告超過13,000例病例。 這種病毒雖然極少致命,但會在皮膚上引起疼痛的潰瘍,通常生活在齧齒動物和其他動物身上,但現在正在世界各地的人類中迅速傳播。
自 1970 年代以來,猴痘疫情已發生多次。 2017 年奈及利亞爆發的疫情估計感染了 122 人。 而來自中非的一種更致命的病毒版本在過去十年中可能已感染該地區近 19,000 人。
最近發表在《自然醫學》雜誌上的一篇論文表明,當前的病毒——奈及利亞傳播毒株的後代——在過去幾年中一直在加速進化,變異頻率遠高於預期。 目前尚不清楚這些突變是否只是表明該病毒僅僅在人類中無害地突變,還是它已經更擅長感染人類。 但專家表示,隨著感染人數的增加,病毒提高其感染或在人類之間傳播能力的可能性也會增加。 “一旦病毒進入人群,它就會不斷變異以更適應該物種,”東卡羅萊納大學病毒學家蕾切爾·羅珀說。 “別無選擇。”
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猴痘病毒由 DNA 構成,DNA 的突變頻率往往低於 RNA 病毒,例如引起 COVID 的 SARS-CoV-2。 瑞士巴塞爾大學生物物理學家理查德·內her在 Twitter 上寫道,平均而言,痘病毒科(包括正痘病毒屬,如猴痘和天花)傾向於每年突變一次。
但在新的研究中,當葡萄牙國家衛生研究院 Dr. Ricardo Jorge (INSA) 的微生物基因組學研究員 João Paulo Gomes 和他的同事將當前疫情中的 15 個病毒樣本與 2018 年和 2019 年前往西非的人體內分離出的病毒進行比較時,他們發現目前的病毒在短短四年內已突變約 50 次。
這些突變的模式為了解病毒如何以及何時從動物宿主跳躍到人類體內提供了線索。 與所有 DNA 一樣,猴痘基因組包含四個“字母”——A、C、G 和 T——它們編碼蛋白質。 Gomes 的團隊發現,新的猴痘序列往往比舊序列包含更多的 A 和 T。
這種模式表明,病毒正在被人體蛋白質 APOBEC3 編輯,APOBEC3 傾向於將 C 轉換為 T。 APOBEC3 可以編輯多種病毒的基因組,包括 SARS-CoV-2,而編輯的數量之多表明,這種人體蛋白質已經調整猴痘病毒很長時間了。 這與其他證據相符,這些證據表明,早在 2022 年 5 月在歐洲大陸檢測到疫情之前,該疾病已在非洲或歐洲的人類中傳播多年。
由於迄今為止測序的所有新猴痘樣本在基因上都很相似,Gomes 的團隊認為當前的疫情源於單一來源。 當前的毒株也類似於 2017 年奈及利亞疫情中看到的毒株,但超級傳播者事件可能使新版本感染了更多在該國旅行的人。
因此,內her 在 Twitter 上寫道,沒有跡象表明這些突變有助於病毒適應人類。 事實上,大多數隨機突變根本沒有任何作用,因此猴痘基因組中的新變化可能只是人類感染的標誌,而不是原因。 Gomes 團隊鑑定出的大多數突變都很小,儘管有一個基因已被刪除。
正痘病毒似乎能夠經受住大量的突變。 一項分析六世紀維京人骨骼中小痘的研究發現,現代天花毒株中存在許多失活基因,這表明基因缺失是正痘病毒和宿主物種相互適應的正常組成部分。
劍橋大學病毒學家傑弗裡·史密斯說,這一觀察結果並不意味著未來不會出現有助於猴痘病毒感染和在人類中傳播的突變。 Gomes 團隊鑑定的幾個基因出現在與人類免疫系統相互作用的蛋白質中,儘管沒有證據表明這些基因增強了病毒。
羅珀不太確定。“我相信它在早期跳躍中以某種方式發生了變異,從而在人類中更具傳播性,”她說。 羅珀懷疑,這些更適應的病毒形式之一最終出現在所謂的超級傳播者事件中。 HIV 遵循了類似的模式:它多次從動物跳躍到人類身上,然後才變得廣泛傳播。 “這次[猴痘]真的站穩了腳跟,”她說。
史密斯說,如果確實出現了幫助病毒的突變,科學家們將能夠發現它們。 他和許多其他人花費了數十年時間研究天花基因組,其中心區域與猴痘基因組的同一性為 96%。 例如,他們知道哪些蛋白質可以讓病毒逃避免疫系統或更容易傳播。 “我們知道要尋找什麼,但尚未看到,”史密斯說。
儘管如此,羅珀認為,科學家可能還需要數年時間才能查明哪些突變是重要的以及原因。 “這些實驗真的很難做,”她說。 例如,對於 SARS-CoV-2,某些突變組合似乎會影響病毒的傳播能力,而其他組合則不會。
在猴痘中,一種潛在令人感興趣的蛋白質是 F13,它有助於將病毒包裹在其保護殼中。 F13 是一種名為 tecovirimat (TPOXX) 的藥物的靶標,該藥物已獲准用於治療天花。 美國已儲備了 tecovirimat 以應對天花爆發,目前正在臨床試驗中對其進行測試,作為猴痘的治療方法。 如果 F13 開始突變,則可能表明該病毒正在積極產生對該藥物的耐藥性。
儘管猴痘病例數量迅速上升,但史密斯表示,它不太可能成為像 COVID 那樣具有破壞性的流行病。 目前傳播的病毒似乎不如 SARS-CoV-2 致命且不易傳播,現有的藥物和疫苗對其有效。
“我們不希望這次[疫情]持續很長時間,”史密斯說。 他說,疫情持續的時間越長,病毒開始以有助於其感染和在人類之間傳播的方式發生變異的可能性就越大。
