中国科学家跨界攻克寨卡病毒抛出的世界疑问

跨越国界征服寨卡病毒引发的世界疑虑

▲图为中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员在北京展示感染寨卡病毒的哺乳动物小鼠的神经干细胞图像。(新华社)

图为研究员许志恒介绍小头症症状。郭静摄

自2015年以来，寨卡病毒感染已在南美爆发并在全球蔓延。(中国科学院遗传与发育生物学研究所照片)

最近，一流的国际学术期刊《细胞干细胞》在网上发表了一篇由中国科学家团队撰写的文章。本研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所的许志恒团队和军事医学科学院微生物与流行病学研究所的秦成峰团队进行，首次建立了寨卡病毒小头症动物模型，证实寨卡病毒可直接引起小头症。

自2015年以来，寨卡病毒感染已在南美洲爆发，并蔓延至全世界。在中国发现了10多例寨卡病毒感染病例，引起了许多关注。什么是寨卡病毒？小头畸形和小头畸形之间不可避免的关系是什么？

这一次，中国科学家团队跨学科合作，为我们找到了答案。

疯狂的病毒，传播和蔓延

曾几何时，寨卡病毒甚至不能进入科学家的眼睛。

寨卡病毒是由蚊子传播的虫媒病毒。早在1947年，通过黄热病监测网络，在乌干达兹卡丛林的恒河猴中意外发现了该病毒。五年后，在乌干达和坦桑尼亚的人群中发现了寨卡病毒。然而，早期的寨卡病毒活动一直相对隐蔽。多年来，在非洲和南亚仅发现少量寨卡病毒感染病例。

"这不是一种新型病毒，以前很少有人注意到它。"秦成峰表示，仅20%至25%的病例在感染寨卡病毒后出现临床症状，且总体症状相对较轻，可能导致发热、关节痛或皮疹。症状可以在2到7天内痊愈，严重和死亡病例很少。

然而，2007年后，寨卡病毒开始在西太平洋岛屿大规模传播。截至2013年10月，寨卡病毒也在法属波利尼西亚爆发，有数万例病例。直到2015年，病毒蔓延到南美洲，疫情继续发酵，疾病的症状出现突变，并持续增加。

值得注意的是，2015年3月至2016年3月，寨卡病毒在巴西爆发。超过6000名新生儿被诊断患有小头畸形，是前几年的20倍。这些婴儿的大多数母亲都感染了寨卡病毒。

小头畸形，顾名思义，是指胎儿在子宫或婴儿期大脑发育异常，导致头部明显缩小，属于一种罕见疾病。患有小头畸形的婴儿在生长发育过程中有明显的大脑发育异常和精神发育迟缓。一些儿童还患有癫痫、运动障碍、语言障碍和行为异常。

从病毒的全球爆发到巴西小头症病例的急剧增加，截至2016年1月，至少在非洲、亚洲和美洲的45个国家出现了寨卡病毒传播的证据。鉴于全球流行病的严重性，国际卫生组织(世卫组织)于今年2月宣布寨卡病毒感染为“国际关注的公共卫生紧急情况”。

寨卡病毒能导致新生儿小头畸形吗？学术界一直争论不休，但一直未能提供科学证据来证明这一点。此后，世界各地的许多研究机构都致力于研究，以证实新生儿小头畸形与孕妇感染寨卡病毒之间的直接关系。

找到解决难题的新方法

今年3月，在美国、李明国、宋红军、唐恒立和金鹏工作的四名中国科学家带领四个研究小组解决了关键问题。他们发表的一项新研究表明，寨卡病毒可以感染并杀死对大脑发育至关重要的神经干细胞，但仍没有直接的结论表明寨卡病毒的母婴传播会导致新生儿小头畸形。

与此同时，与许志恒和秦成峰的研究团队一起，他们还在英国《自然》杂志上公布了巴西科学家基于老鼠的寨卡病毒研究结果。

许志恒说，与其他科学家使用的实验方法不同，他们希望为寨卡病毒和小头畸形之间的关联研究提供更直接的证据。“世界上常用的方法是将寨卡病毒注射入小鼠母亲的腹腔或皮下组织。这种病毒在母亲体内产生强烈的免疫反应，从而影响胎儿。然而，实验结果经常显示一堆死胎。该团队后来放弃了这种方法。我们想知道胎儿小头畸形的直接原因是什么。”

与国外对A→C型的研究和论证相比，从感染孕鼠到胚胎感染到小头畸形，中间有一个“黑匣子”。科学家仍然不知道发生了什么。然而，我们的团队从配方A→B开始，将少量寨卡病毒直接注射到怀孕小鼠胚胎的大脑中，以获得寨卡病毒与小头畸形直接相关的证据。”秦成峰说道。

“仅仅三天，病毒的数量就增加了300多倍。5天后，小鼠胎儿的大脑宽度和长度显著减少许志恒介绍说，研究小组发现，寨卡病毒可以在胚胎脑中快速复制，感染哺乳动物小鼠的神经干细胞，导致神经干细胞异常增殖和分化，以及大量神经元死亡，最终导致大脑皮质和小头畸形变薄。

此外，研究小组还对感染寨卡病毒的小鼠及其未感染的“兄弟姐妹”的全基因组表达谱进行了比较分析。“我们发现大量与免疫、小头畸形、寨卡病毒潜在受体和细胞凋亡相关的基因明显异常。”许志恒表示，实验结果证明寨卡病毒引发的免疫应答可能直接影响胎儿大脑发育，这一研究也为进一步探讨寨卡病毒的发病机制及相关治疗奠定了良好的基础。

“在未来，我们还将合作筛选潜在有用的药物和疫苗，并测试进入小鼠母体或胚胎的不同方式，以观察治疗效果。”许志恒说道。

强者和强者的结合使得中国在当地发展成为可能。

“不是一百次，而是几十次。”当《经济日报》记者问及实验期间研究小组将病毒注入小鼠胚胎大脑的次数时，许志恒记不清了，“小鼠的妊娠周期通常为19.5-20天，从怀孕后的第二天开始，我们将开始实验和监测，不断探索和等待小头症出现的时刻。”

“在怀孕的第7天，胚胎只是老鼠子宫里的一个小突起。当时，盲目殴打是通过纤维针将病毒注射到胚胎外围的唯一方法，但所有的胎儿都死亡并流产了。许志恒告诉记者，直到胚胎长到10.5到13.5天，研究小组通过怀孕的小鼠子宫瞄准胚胎内不到1毫米的脑腔，在强光的帮助下注射病毒。结果表明，在注射病毒后5天，即13.5天，可以观察到小头小鼠。“世界上大约有3到5个专门研究小头畸形的实验室。我们的专业知识在世界上很少，拥有专业知识的团队往往缺乏病毒研究方面的合作伙伴。”许志恒说道。

许志恒表示，秦成峰团队的加入，为进一步加强动物实验的基础，促进两个团队之间的默契合作，提供了不同病毒量检测、不同时间点注射等科研协助。

自今年2月初获得病毒样本后开始实验以来，研究团队仅用了几个月的时间就超过了世界各地几十个实验室的研究进度，及时掌握了寨卡病毒直接导致小头畸形的有力证据。中国科学家将来之不易的结果归因于强有力的跨学科合作。

“寨卡病毒与登革热相似，属于黄病毒家族。黄病毒的研究以前从未与神经发育领域交叉。这一次，正是这两个学科的结合和充分合作，使它们能够在短时间内赶上和超过国外多年来开展的研究工作。”秦成峰说道。

中国科学家正朝着同一个研究目标前进，彼此都在各自的研究领域中携带着坚实的技术。他们一拍即合，为“中国式”跨学科研究的成功交付做出了贡献。

“与全球成千上万次寨卡病毒爆发相比，中国只有不到20名感染者。”秦成峰的话无法掩饰他的骄傲，他终于达到了领先世界的科研水平。“两个本地实验室和我们的科研团队完全来自本地。甚至测试的病毒株都是从中国输入病例的血液中分离出来的。令人惊讶的是，这项实验目前已经取得了这样的结果。”

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