寨卡病毒如何失控蔓延

世界上最大的寨卡病毒库就存放在德克萨斯大学医学分部（UTMB）加尔维斯顿分校平坦的校园里，一座棕褐色的混凝土建筑内。里面，武装警卫在游说厅站岗，进入某些楼层需要特别许可。之所以采取这些安全措施，是因为其他病毒，包括导致埃博拉和严重急性呼吸综合征（SARS）的病毒，也存放在这里。

寨卡病毒不像致命的埃博拉病毒那样容易传播，因此研究这种蚊媒病毒的实验室不需要类似太空服的防护装备。最近一次参观时，我徒手拿着一个透明塑料袋，里面装着完整的病毒库。袋子里装着17小瓶纯净的冻干病毒，看起来像旧胶水。它们看起来不像引发全球健康危机的物质，这场危机曾使整个国家陷入恐慌。（递给我袋子的科学家确实用一只手悬在旁边，大概是准备在我掉落时接住它。）尽管外观朴素，但对该病毒库进行的实验可能是研究人员了解病毒如何失控以及如何应对的最佳希望。

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该病毒最初在乌干达被发现，近70年来，它一直规模很小，科学家们很少注意到它，认为它只会引起与轻度流感相当的症状。但自2015年以来，寨卡病毒已传播到40多个国家，通过蚊虫叮咬或人类性接触传播。[编者注：截至2016年9月，该数字已增加到50多个。] 研究人员现在将其归咎于可怕的出生缺陷，包括小头畸形（婴儿出生时头部异常小）和格林-巴利综合征（一种可能影响任何年龄段患者的自身免疫性疾病）。美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇说：“我们了解得越多，情况就越糟糕。”

病毒学家现在需要弄清楚两种潜在原因中的哪一种导致了寨卡病毒的爆发。一种可能性是病毒内部的基因变化使其感染人类和致病的能力大大增强。第二种情况是变化发生在病毒外部：在相对隔离几十年后，它到达了人口稠密地区，为其传播提供了更肥沃的土壤。如果研究人员发现病毒内部的新突变，这些突变也使其能够突破胎盘并导致胎儿小头畸形，那么他们就可以寻找对抗这种传播的方法。

如果疫情爆发仅仅是环境变化的结果，那么也许寨卡病毒一直能够造成严重的后果，但这些后果在小规模人群中很少见，只有当病毒袭击大量人群时才变得明显。美国疾病控制与预防中心医学流行病学家艾琳·斯塔普尔斯说：“这可能只是一个数字游戏。” （还有第三种不太被接受的理论认为，先前接触过另一种名为登革热的病毒可能会使人们更容易感染寨卡病毒。但与其他两种观点相比，这种观点的支持很少。）

加尔维斯顿是解决这种“内部与外部”辩论的理想场所，因为医学分部研究中心是庞大的世界新发病毒和虫媒病毒参考中心（后者是由蜱虫、蚊子或其他节肢动物携带的病毒）的所在地。该病毒库包括7000多种病原体。研究人员还拥有各种专门资源，用于测试病毒在各种昆虫和动物中的感染性、病毒基因测序和病原体结构成像。

极其相似

为了在关于寨卡病毒哪里出错的相互竞争的理论中做出选择，虫媒病毒专家斯科特·韦弗（德克萨斯大学人类感染与免疫研究所所长）及其同事掌握了一种相当神秘的技能也很有帮助：让蚊子吐口水。

在过去的几个月里，韦弗的团队给实验室培养的蚊子（与在巴西和多米尼加共和国传播疾病的昆虫有关）喂食了掺有以下寨卡病毒株的血餐：2015年来自墨西哥的毒株、2010年来自柬埔寨的毒株或1984年来自塞内加尔的毒株。科学家们等待一段时间，然后引诱蚊子吐口水，并检查唾液中寨卡病毒颗粒的数量。比较携带不同寨卡病毒株的蚊子，研究人员可以测试较新的毒株是否比旧毒株更快地从昆虫的肠道传播到唾液中。病毒速度的这种增加通常是由基因变化引起的。如果现在在美洲和加勒比地区发现的病毒比其他毒株更快地进入昆虫的唾液，那么它可能会助长人类中更大、传播更快的疫情爆发，并支持“内部/外部”假设之争中的“内部”版本。

博士生克里斯托弗·朗迪已成为主要的口水管理员。“基本上，我每天都在收集蚊子唾液，”朗迪说。“听起来并不那么迷人。” 他在韦弗的实验室开始测试，首先将特定毒株的寨卡病毒与当地医院捐赠的人血混合。（血液对于人类输血来说已经太旧了。） 接下来，他将掺有病毒的血液倒入一个金属罐中，并在罐子上覆盖一层小鼠的皮肤——蚊子更喜欢咬穿皮肤。罐子的另一侧连接着一个加热器，因为蚊子也喜欢温热的食物。然后将整个装置皮朝下放置在一个装有数十只雌蚊子（雄蚊子不咬人）的小型泡沫塑料容器的开口上方。雌蚊子被血液的气味激怒，用它们的口器刺穿皮肤，有时刺穿两三次。一旦它们吃饱，它们的胃就会变成红色并膨胀——清楚地表明它们已经吃饱了。

对于某些蚊子来说，这是它们的最后一餐。此后每天都会杀死少量这些昆虫并将其拆开。它们的身体（不包括腿）被混合成浆液；腿也被同样地研磨并单独研究。然后仔细检查这两批昆虫碎片，以寻找病毒迹象——病原体在体内传播了多远的指标。

八天后，朗迪将注意力转向昆虫的唾液。他通过将剩余的少量活蚊子放入冰箱约一分钟来麻醉它们。然后，朗迪使用镊子和放大镜轻轻地引导它们的每个口器进入一个装有盐溶液的小管中。暴露于盐混合物中会迫使它们流口水。他将唾液添加到细胞培养皿中，并混入导致感染寨卡病毒的细胞变成紫色的化学物质。紫色细胞是肉眼可见的。在显微镜下，朗迪还检查唾液中是否有他可能错过的微小紫色斑点——病毒颗粒。

如果较新的寨卡病毒株存在基因变化，朗迪、韦弗和UTMB病理学家尼科斯·瓦西拉基斯特别感兴趣的是任何可能帮助病毒渗透人类细胞或通过蚊虫叮咬帮助其传播的基因变化。他们还想知道突变是否可以解释其与小头畸形的联系。例如，由于生物体复制率的提高，任何一滴血液中病毒的增加都可能有助于病毒更容易穿过胎盘屏障并到达发育中的胎儿。如果没有此类变化，这也说明问题。它将天平向“外部”环境观点倾斜。

使用这种方法寻找“内部/外部”证据以前奏效过。同一个加尔维斯顿团队使用类似的方法确定另一种蚊媒疾病基孔肯雅热在过去发生了变异。通过研究唾液，他们发现特定的基因适应性使这种病毒（通常由埃及伊蚊传播）能够通过跳到不同的载体——白纹伊蚊来扩大其传播范围。例如，病毒的一种糖蛋白中的单个氨基酸变化使病毒在昆虫中的复制比以前容易约40倍。该信息促使卫生工作者将有关该疾病的警告扩大到太平洋地区的更多地区，而不是将其限制在那些面临其中一种物种风险的地区。（韦弗说，寨卡病毒不太可能发生类似的物种跳跃，因为该病毒已经在埃及伊蚊大量繁殖的地区蓬勃发展。）

移动目标

寨卡病毒的检测结果于4月下旬最终确定。在通过数千只昆虫追踪不同毒株的病毒后，加尔维斯顿团队得出了一个谨慎的结论：最新的寨卡病毒株似乎并不比以前的毒株更活跃或更易传播。事实上，来自20世纪80年代非洲的较老的寨卡病毒在蚊子体内传播的速度稍微快一些。这一发现并没有完全消除有害基因变化的想法，但这一证据将指责的天平倾向于环境。

对于像韦弗这样关注公共卫生的科学家来说，环境的倾向令人不安。“从某种意义上说，这是个坏消息，因为它告诉我们，今天在亚洲和非洲传播的毒株可能至少具有引发城市流行病的相同能力，”他说。（然而，这些人群中一些人过去爆发疫情的免疫力可能正在保护他们免受大规模流行病的侵害。） 随着越来越多的人患病，严重症状变得更加明显，公共卫生官员看到了小头畸形、其他出生缺陷和格林-巴利综合征的增加，足以引起关注并进行进一步调查。

新墨西哥州立大学生物学教授凯瑟琳·汉利研究登革热和寨卡病毒等病毒，她指出环境和内部突变实际上可能协同作用。“这些不是相互排斥的假设，”她说。“可能是病毒以前很少接触城市人口，但在获得这种接触的过程中，它也获得了增加其传播的突变。” 加尔维斯顿和其他地方的研究人员计划对昆虫和动物进行进一步测试，以探索这个想法和其他想法。

关于该病毒仍然存在许多未知数。例如，寨卡病毒感染人类细胞并劫持其机制来多次复制自身的方式已被证明是难以捉摸的。而且由于这种病毒看起来与登革热非常相似，因此寨卡病毒检测仍然是一个严峻的挑战，使准确追踪传播的努力变得复杂。第一次大规模爆发——2007年在密克罗尼西亚的雅普岛——感染了该岛70%的人口，但仅因为科学家们假设该岛正遭受登革热的袭击而被部署到那里才被发现。科学家们说，其他寨卡病毒病例无疑被完全遗漏了。

这表明研究人员一直低估了这种病毒。他们担心，也许其他看似良性的威胁也可能比以前认为的更危险。“你不一定害怕，但你必须思想开放，快速反应，”疾病预防控制中心的斯塔普尔斯说。如果寨卡病毒和其他新发病毒在到达不同人群时产生意想不到的影响，那将是一个严重的问题。如果没有对偏远地区疾病进行更好的全球监测，卫生机构将很难预见或为一种可能迅速传播到城市地区并失控的生物体做好准备。

目前尚未进行此类监测：许多发展中国家的卫生基础设施薄弱，可用于加强基础设施的资源很少。此外，世界卫生组织年度预算的大部分来自捐助国，这些捐助国将其指定用于特定项目，如艾滋病毒预防或脊髓灰质炎根除，而不是对模糊威胁的监测。

然而，人类并非没有防御能力。一些杀虫剂和杀幼虫剂对寨卡病毒的首选宿主埃及伊蚊有效，因此疾病控制专家知道要研究和针对哪些蚊子。疾病预防控制中心媒介传播疾病部门实验室主任安·鲍尔斯说：“我们仍需要更加警惕。” 她知道，改变一种疾病的概况只需要多叮咬几次蚊子。