全球猴痘病例持续上升,迄今已报告超过13,000例病例。 这种病毒虽然极少致命,但会在皮肤上引起疼痛的溃疡,通常生活在啮齿动物和其他动物身上,但现在正在世界各地的人类中迅速传播。
自 1970 年代以来,猴痘疫情已发生多次。 2017 年尼日利亚爆发的疫情估计感染了 122 人。 而来自中非的一种更致命的病毒版本在过去十年中可能已感染该地区近 19,000 人。
最近发表在《自然医学》杂志上的一篇论文表明,当前的病毒——尼日利亚传播毒株的后代——在过去几年中一直在加速进化,变异频率远高于预期。 目前尚不清楚这些突变是否只是表明该病毒仅仅在人类中无害地突变,还是它已经更擅长感染人类。 但专家表示,随着感染人数的增加,病毒提高其感染或在人类之间传播能力的可能性也会增加。 “一旦病毒进入人群,它就会不断变异以更适应该物种,”东卡罗莱纳大学病毒学家蕾切尔·罗珀说。 “别无选择。”
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猴痘病毒由 DNA 构成,DNA 的突变频率往往低于 RNA 病毒,例如引起 COVID 的 SARS-CoV-2。 瑞士巴塞尔大学生物物理学家理查德·内her在 Twitter 上写道,平均而言,痘病毒科(包括正痘病毒属,如猴痘和天花)倾向于每年突变一次。
但在新的研究中,当葡萄牙国家卫生研究院 Dr. Ricardo Jorge (INSA) 的微生物基因组学研究员 João Paulo Gomes 和他的同事将当前疫情中的 15 个病毒样本与 2018 年和 2019 年前往西非的人体内分离出的病毒进行比较时,他们发现目前的病毒在短短四年内已突变约 50 次。
这些突变的模式为了解病毒如何以及何时从动物宿主跳跃到人类体内提供了线索。 与所有 DNA 一样,猴痘基因组包含四个“字母”——A、C、G 和 T——它们编码蛋白质。 Gomes 的团队发现,新的猴痘序列往往比旧序列包含更多的 A 和 T。
这种模式表明,病毒正在被人体蛋白质 APOBEC3 编辑,APOBEC3 倾向于将 C 转换为 T。 APOBEC3 可以编辑多种病毒的基因组,包括 SARS-CoV-2,而编辑的数量之多表明,这种人体蛋白质已经调整猴痘病毒很长时间了。 这与其他证据相符,这些证据表明,早在 2022 年 5 月在欧洲大陆检测到疫情之前,该疾病已在非洲或欧洲的人类中传播多年。
由于迄今为止测序的所有新猴痘样本在基因上都很相似,Gomes 的团队认为当前的疫情源于单一来源。 当前的毒株也类似于 2017 年尼日利亚疫情中看到的毒株,但超级传播者事件可能使新版本感染了更多在该国旅行的人。
因此,内her 在 Twitter 上写道,没有迹象表明这些突变有助于病毒适应人类。 事实上,大多数随机突变根本没有任何作用,因此猴痘基因组中的新变化可能只是人类感染的标志,而不是原因。 Gomes 团队鉴定出的大多数突变都很小,尽管有一个基因已被删除。
正痘病毒似乎能够经受住大量的突变。 一项分析六世纪维京人骨骼中小痘的研究发现,现代天花毒株中存在许多失活基因,这表明基因缺失是正痘病毒和宿主物种相互适应的正常组成部分。
剑桥大学病毒学家杰弗里·史密斯说,这一观察结果并不意味着未来不会出现有助于猴痘病毒感染和在人类中传播的突变。 Gomes 团队鉴定的几个基因出现在与人类免疫系统相互作用的蛋白质中,尽管没有证据表明这些基因增强了病毒。
罗珀不太确定。“我相信它在早期跳跃中以某种方式发生了变异,从而在人类中更具传播性,”她说。 罗珀怀疑,这些更适应的病毒形式之一最终出现在所谓的超级传播者事件中。 HIV 遵循了类似的模式:它多次从动物跳跃到人类身上,然后才变得广泛传播。 “这次[猴痘]真的站稳了脚跟,”她说。
史密斯说,如果确实出现了帮助病毒的突变,科学家们将能够发现它们。 他和许多其他人花费了数十年时间研究天花基因组,其中心区域与猴痘基因组的同一性为 96%。 例如,他们知道哪些蛋白质可以让病毒逃避免疫系统或更容易传播。 “我们知道要寻找什么,但尚未看到,”史密斯说。
尽管如此,罗珀认为,科学家可能还需要数年时间才能查明哪些突变是重要的以及原因。 “这些实验真的很难做,”她说。 例如,对于 SARS-CoV-2,某些突变组合似乎会影响病毒的传播能力,而其他组合则不会。
在猴痘中,一种潜在令人感兴趣的蛋白质是 F13,它有助于将病毒包裹在其保护壳中。 F13 是一种名为 tecovirimat (TPOXX) 的药物的靶标,该药物已获准用于治疗天花。 美国已储备了 tecovirimat 以应对天花爆发,目前正在临床试验中对其进行测试,作为猴痘的治疗方法。 如果 F13 开始突变,则可能表明该病毒正在积极产生对该药物的耐药性。
尽管猴痘病例数量迅速上升,但史密斯表示,它不太可能成为像 COVID 那样具有破坏性的流行病。 目前传播的病毒似乎不如 SARS-CoV-2 致命且不易传播,现有的药物和疫苗对其有效。
“我们不希望这次[疫情]持续很长时间,”史密斯说。 他说,疫情持续的时间越长,病毒开始以有助于其感染和在人类之间传播的方式发生变异的可能性就越大。