鑽石舞台

原文作者：Max Kozlov

幾個月前，美國明尼蘇達州衛生部的研究人員在篩查猴痘病毒樣本時驚訝地發現，在從一名感染者體內採集的樣本中，猴痘病毒基因組存在大片段缺失，另一個片段則移動到了序列中一個完全不同的位置。

美國疾控中心的微生物學家Crystal Gigante被請來分析這些突變。她和同事在美國採集的其他幾個猴痘病毒基因組中也發現了類似的基因缺失和重排，並在9月17日將結果發布在預印本服務器bioRxiv上，該文章尚未經過同行評議[1]。

雖然研究人員對此並不驚慌，但他們正在密切監測，試圖理解這些突變為何會出現，以及這對全球猴痘疫情意味着什麼。這些突變顯然在提醒我們，即使是痘病毒這種比RNA病毒（如新冠病毒）演化速度更慢的DNA病毒，也會隨時間積累突變，阿拉巴馬大學計算病毒學家Elliot Lefkowitz說道，而且猴痘病毒在人群中的傳播範圍越廣，它的演化機會就越多。

Gigante分析的這些突變不是科研人員在新冠病毒基因組中慣常見到的單鹼基突變。有些突變是整個基因全部缺失：佛羅里達州一名感染者的猴痘病毒樣本中缺失了約7%的基因組。不過，Lefkowitz說，目前尚不清楚這些突變對病毒是有益的、中性的，還是有害的。如果衛生官員發現攜帶這些突變的病毒樣本開始增多，那就可能是這些突變有益於病毒傳播的信號。

明尼蘇達州首次報告的這種大片段缺失和重排並未令Eneida Hatcher感到意外。Hatcher是美國國家生物技術信息中心的演化病毒學家。2015年，她與Lefkowitz共同發表的一項研究[2]顯示，這類突變在大部分痘病毒中很常見，而且它們改變的大部分基因都位於病毒基因組的尾巴，或稱末端。Hatcher說：「看到它們在重複我們曾見到過的突變策略還挺安心的。」

正痘病毒是痘病毒科的一個屬，包括猴痘病毒和天花病毒。正痘病毒基因組的中央約有174個核心基因是一樣的，但它們的末端區域變化較多，必需基因的數量更少。這些基因中有一些被認為能編碼破壞宿主免疫應答的蛋白，可以專門感染特定宿主，Lefkowitz說道。研究人員在此基礎上提出了天花病毒為何會變得擅於感染人類的一個假說：在幾千年的時間裡，天花病毒的早期版本可能缺失了末端的基因，這些基因曾讓天花病毒能夠感染各種動物，導致天花病毒最終變成了專攻人類的病毒。（在人類消滅天花之前，約有3/10的感染者會死亡。）

一些科學家擔心猴痘會向着相同的方向發展。目前的猴痘病毒仍是一種「泛化」病毒，能感染很多不同的哺乳動物，包括好幾種齧齒動物和人類。

但是，預測猴痘病毒的行為如何隨其突變而變化非常困難，因為猴痘病毒巨大的基因組中有很多基因的功能尚未得到表徵。比如，Lefkowitz說，雖然研究人員至少在17年前就發現有兩個猴痘病毒株在非洲傳播，但他們仍然很難確定是哪些基因造成了兩者在死亡率上的差異。主要在中非流行的演化枝I的死亡率約為10%；而在西非流行的演化枝II的死亡率約為1%-3%。

通過分析病毒序列，研究人員也能更好地掌握猴痘病毒是如何引發這輪全球疫情的。科學家注意到了一種單鹼基突變的模式，與明尼蘇達州首次發現的突變不同，這種模式似乎是人類免疫系統與猴痘病毒持續交鋒的遺傳印記。利用目前採集的數據大致計算每年會出現的突變數量，他們估計導致目前全球疫情的毒株是在2016年初從動物溢出到人類的。這比尼日利亞衛生官員首次在人群中檢測到該毒株的時間還早了一年半以上——尼日利亞衛生官員宣布的這輪國內疫情從來沒有真正結束。

好消息是，雖然猴痘病毒一直在演化，但還沒有突變會影響編碼被抗病毒藥物特考韋瑞（tecovirimat）靶向的蛋白的基因。研究人員正在測試特考韋瑞對抗人類猴痘感染的效果。不過，問題可能會最終出現在診斷檢測中。為了檢測樣本中的猴痘病毒，技術人員要進行聚合酶鏈反應（PCR）來發現病毒基因組中的目標序列。Gigante和她的同事發現，在他們分析過的一個樣本中，一個猴痘目標序列的兩個拷貝有一個缺失了。雖然PCR檢測結果仍為陽性，但作者提醒這類突變可能會讓結果無效。

Hatcher認為，全球社會對猴痘的關注不僅有助於研究人員理解猴痘病毒，也有助於認識整個痘病毒科。她說，今年之前，全球只有約100個近完整的猴痘基因組。如今，已有約2000個猴痘基因組上傳至國際數據庫。她說：「關於病毒監測和基因組序列的國際合作在新冠疫情後延續了下來，看到這些我太高興了。」