是什么让最近在西非爆发的埃博拉疫情如此凶猛？新研究表明，这种跨越国界并在该地区造成11,000多人死亡的病毒，至少发生了一种基因突变，使其能够更好地侵入人体细胞。这一惊人的发现首次提供了证据，表明基因变化可能加速了病毒的传播，并可能使这种可怕的疾病对人类更具致命性。
早期对2013-2016年埃博拉疫情的研究强调了其地理位置——位于多个边界松散国家的交界处——以及人类行为因素如何帮助病毒在西非爆发，并超越了以往任何埃博拉疫情。但是，周四发表在《细胞》杂志上的一对研究的发现，通过暗示基因也起到了作用，使这个故事变得更加复杂。这些研究依赖于基因组证据和实验室实验，旨在测试在西非流行期间发生基因变化的埃博拉病毒如何攻击人类和动物的细胞。
两个研究小组首先检查了从利比里亚、塞拉利昂和几内亚的埃博拉患者身上分离并测序的一千多个病毒基因组。其中一个小组还探索了来自马里的其他序列。来自双方的作者表示，这两个小组是独立工作的，直到论文进展顺利后才意识到彼此的工作。
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在马萨诸塞大学、布罗德研究所和其他地方的16名研究人员领导的一项研究中，基因组分析确定了西非爆发期间发生变化的埃博拉病毒的部分。特别地，一个基因突变似乎影响了病原体与人体细胞结合的关键区域。实验室测试证实，突变病毒可以更好地渗透到人类和其他灵长类动物的细胞中。该研究的合著者、马萨诸塞大学医学院的病毒学家杰里米·鲁班说，这种变化如此之小，以至于早期的基因组差异计算分析并没有发现它。
然而，这种相对微妙的修改可能产生了巨大的影响。更容易进入人体细胞可能使病毒在宿主体内更快地复制，并且这些更大的数量可能使其更有可能传播给下一个人，鲁班说。
除了更快的传播速度外，该突变还与更高的死亡人数有关。研究人员发现，最近爆发的疫情中感染了突变埃博拉病毒的人，其死亡的可能性似乎是同一爆发早期感染了没有特定突变病毒毒株的人的两倍。马萨诸塞大学的研究小组在分析了几内亚两组埃博拉患者的病毒基因组和健康结果后得出了这个结论：一组是早期爆发时感染的病毒，另一组是感染了后来突变的版本。即使研究人员考虑了其他因素——例如患者体内病毒数量的差异——很明显，感染突变类型病毒的人更有可能死亡。“由于病毒在人与人之间的传播更好，并不一定意味着它更致命。它可能只是增加了感染人数，但具有相同的致命性——从而由于传播效率更高而最终杀死更多人，”鲁班说。“然而，我们的数据表明它也更致命。”
尽管早期对埃博拉的基因组分析表明，在西非流行期间，病原体没有发生实质性变化，但这些新研究的一个教训是，研究人员不应仅仅基于计算比较来高估他们对突变影响的了解，马里兰州德特里克堡综合研究设施的首席病毒学家詹斯·库恩说，他没有参与这项工作。“一个突变可以彻底改变某些东西，”他说，指的是实验工作的结果。为什么具有这些突变的病毒更有可能导致死亡仍然是一个谜。一种可能性是，突变病毒会导致更高的病毒血症——患者体内有更多病毒——但在这项工作中，这种关系本身并没有统计学意义上的显著性。鲁班的研究小组希望启动进一步的研究来解答这些问题。
在另一项研究中，诺丁汉大学的分子病毒学家乔纳森·鲍尔和他的同事独立得出了与另一个团队相似的结论。基因组分析和细胞实验表明，编码埃博拉表面蛋白的指令的基因，该表面蛋白帮助病毒附着到宿主细胞上，已经进化到允许病原体更容易进入人体细胞。弗吉尼亚大学医学院的病毒学家朱迪思·怀特没有参与这项工作，她称赞这两项互补研究的发现“相当可信”，并表示“令人惊讶的是如此小的变化会造成如此大的损害。”
诺丁汉小组的实验室实验进一步发现，帮助病毒在人类中繁荣的突变可能使其在可能的动物宿主果蝠中传播的效率降低。这种适应强调，一旦病毒蔓延到人类身上，它就不需要跳回其他物种来维持疫情的持续——它能够在人与人之间传播。（类似地，这项基因改变使得病毒更难进入其他非灵长类哺乳动物（如啮齿动物、猫和狗）的细胞，马萨诸塞大学的研究发现。）
鲍尔说，最近爆发的疫情的地理位置等因素在帮助埃博拉失控方面发挥了最大的作用，但遗传因素也可能有所贡献。他指出，在最近的疫情中，病毒感染了超过28,000人，这为病原体提供了前所未有的机会发生突变，并在人类宿主体内变得更加成功。（本次爆发的病例和死亡人数比所有其他埃博拉事件加起来还要多。）然而，这种基因突变究竟允许埃博拉做什么——例如，更容易附着到宿主细胞上或更好地逃避人类细胞防御系统——仍然未知。“我们认为，其表面蛋白与宿主细胞表面相互作用的方式的变化使其效率更高，从而可以更快地发生[感染]，”鲍尔说。
鲍尔指出，埃博拉可能已经发生了其他尚未发现的重要突变。他说，他们现在知道的是，埃博拉的突变方式“会影响病毒感染人体细胞的能力——我们看到这些变化在病毒的代代相传中传递下去，”他补充说。“对我们来说，这有点像确凿的证据。”