科学家首次证实“寨卡”杀死发育脑细胞

巴西里约热内卢的一名孕妇在感染寨卡病毒后产下了一名小头婴儿。资料来源:安东尼奥·拉塞达

对寨卡病毒的恐惧像病原体一样迅速蔓延。现在，两项实验室研究首次提供了病毒如何导致婴儿大脑缺陷的确凿证据。研究表明寨卡病毒可以优先杀死发育中的脑细胞。这一发现为寨卡病毒与新生儿小头畸形的关系提供了可能的病理学解释，并有助于探索寨卡病毒感染的靶向治疗方法。

此前的观察报告显示，病毒在拉丁美洲的迅速传播与小头畸形发病率的增加似乎有一定的关联，小头畸形是一种出生缺陷，大脑不能正常生长。这两个研究小组独立完成的工作表明，寨卡病毒很容易被神经干细胞(神经细胞和其他脑细胞的前体)感染，不管这些细胞是在细胞培养皿中还是在被称为“大脑样”的三维微型大脑中生长。

英国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室研究人类大脑发育的发育生物学家马德琳·兰卡斯特说，这项研究“非常重要”。结果“与你看到的小头婴儿的特征非常一致”

寨卡病毒是几十年前在非洲乌干达的丛林中首次发现的。它通常只引起人类的轻微症状，包括发烧和皮疹。但是自从去年病毒开始在巴西东北部传播以来，当地医生已经注意到新生儿小头畸形的发病率显著增加。许多母亲报告说，她们在怀孕期间出现了与寨卡病毒感染一致的症状。然而，科学家很难证明病毒和出生缺陷之间的联系，因为寨卡病毒的血液检测在感染后仅一周就准确了。

然而，间接证据正在积累。研究人员在胎儿被诊断为小头畸形的孕妇羊水中发现了寨卡病毒。该病毒也存在于患病胎儿的脑组织中。然而，由于科学家以前对这种病毒的研究非常有限，他们缺乏足够的数据来证明寨卡病毒是如何导致婴儿小头畸形的。

为了判断病毒对大脑发育的可能影响，来自马里兰州巴尔的摩的约翰·霍普金斯大学和美国塔拉哈西的佛罗里达州立大学的研究人员使用诱导多能干细胞在培养皿中培养未成熟的脑细胞——人类大脑皮层神经祖细胞。然后，他们将这些神经前体细胞暴露于寨卡病毒的实验室毒株中。

神经科学家宋红军和李明以及病毒学家唐恒立和他们的同事在3月4日的《细胞干细胞》杂志上报道，寨卡病毒很容易感染这些神经干细胞。

研究人员发现培养皿中85%的细胞在接触病毒3天后被感染。相比之下，当将寨卡病毒应用于胎儿肾细胞、胚胎干细胞和未分化诱导多能干细胞时，3天后的感染率比前者低10%。研究人员还注意到，在暴露于病毒3天后，来自神经前体细胞的未成熟神经细胞的感染率也很低-65%。

研究人员指出，被感染的神经前体细胞不会立即被杀死。宋说，事实上，这些病毒“劫持”了这些细胞，利用细胞机制来复制自己。他说这有助于病毒在细胞群中迅速传播。他的研究小组还报告说，被感染的细胞生长非常缓慢，破坏了细胞分裂周期，这也有利于小头畸形的发病。

研究人员强调，干细胞被寨卡病毒感染后，会有一些干细胞凋亡，但他们不能直接证明这些干细胞凋亡会导致小头畸形。

在第二项研究中，科学家发现寨卡病毒可以阻碍另一种神经干细胞的生长。在3月2日在线发布的一项预先打印的研究中，神经科学家帕特里夏·加西亚和巴西里约热内卢多尔研究和教育学院的干细胞研究员史蒂文斯·雷恩报告说，他们已经在神经干细胞群中培养了人类诱导多能干细胞，这些神经干细胞群被称为神经球和三维类脑细胞的微型版本。当研究人员用从一名巴西病人身上分离出的寨卡病毒感染这些生长中的细胞时，病毒迅速杀死了大部分神经球，并导致剩余的少数存活细胞变小并变形。研究人员发现，受感染大脑的大小不到正常大小的一半。

目前，人们对寨卡病毒的主要担忧是，它可能会导致新生儿小头畸形，但尚未证明两者之间有直接关联。研究人员表示，下一步他们将研究寨卡病毒对大脑的影响以及寨卡病毒感染的细胞学、分子和病理机制，并在此基础上筛选治疗药物。

1947年，在乌干达的兹卡森林，首次从恒河猴中分离出兹卡病毒。历史上，这种病毒主要分布在非洲和亚洲狭窄的赤道地区。几十年来，伊蚊传播的病毒主要感染了猴子，偶尔也感染了人类，但症状很轻微。寨卡病毒的传播媒介主要是热带地区的埃及伊蚊，与传播登革热、基孔肯雅热和黄热病的蚊子相同。2007年，寨卡病毒首次在太平洋岛国密克罗尼西亚的地理分布范围内传播。从2013年到2014年，其他太平洋岛国报告了四起寨卡病毒爆发。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2016-03-07第二版国际版)

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