有關埃博拉病毒的疑問

發(fā)布時間：2014-11-21 11:23:02 點擊瀏覽： 次

到目前為止，科學家們已經對導致埃博拉出血熱的病毒有了很多了解——但是，仍然還有許多謎團等待他們去解開。

對世界上大部分人而言，這場爆發(fā)于非洲的災難性的埃博拉病毒感染，似乎是一夜之間橫空襲來的。但是，在Leslie Lobel看來，我們應該早就能夠預測到這場病毒傳播的到來。

2012年，Lobel和一個研究團隊一起，在烏干達對埃博拉病毒及相關病毒進行了為期六個月的研究。在此期間，這些病原體在中非地區(qū)導致了至少四起相互獨立的病毒感染爆發(fā)，有超過100人受到感染。

Lobel是來自以色列Ben-Gurion University的一位病毒學家，在他眼中，這些小范圍的病毒爆發(fā)就猶如一場地震來臨之前的震感。他們當時都認為，在這里一定會出現(xiàn)什么事情；更大的爆發(fā)一定會到來。

與Lobel一樣，也有一些科學家預測到有一天會出現(xiàn)病毒的大爆發(fā)流行——而目前人類正在經歷的這場已經奪去差不多5,000人生命的病毒大爆發(fā)證實了他們預見的正確性。共有5種緊密聯(lián)系的病毒種屬被科學家稱為“埃博拉病毒”；導致這場病毒感染大流行的是扎伊爾埃波拉病毒（Zaire ebolavirus），也就是我們慣常所說的”埃博拉病毒“。埃博拉病毒（the Ebola virus）、馬爾堡病毒（Marburg virs）和Lloviu病毒（Lloviu virus）一起，共同組成絲狀病毒屬，該病毒屬直到20世紀60年代才被鑒定發(fā)現(xiàn)。所有的絲狀病毒都具有相同的結構，并且大部分可以導致威脅人類生命的出血熱。

針對這些曾經被忽略的病毒的研究開始于2001年。那一年，美國發(fā)生了炭蛆病毒攻擊事件，該事件促使政府開始投入大量資金，對可用于生物恐怖襲擊的致命病原菌進行研究，并且設立專門的實驗室，以保證病毒研究的安全性?？茖W家們已經發(fā)現(xiàn)了病毒的致病機制，并且開發(fā)出了首批試驗性疫苗及療法，有望有效阻止病毒的感染。來自美國得克薩斯大學醫(yī)學院（University of Texas Medical Branch）的微生物學家Thomas Geisbert指出，用于生物防御類的研究資助數(shù)額巨大。他已經從事埃博拉病毒研究26年之久了。

但是，當我們對絲狀病毒了解得越多，就發(fā)現(xiàn)自己的知識其實還很有限?？茖W家們懷疑，在世界的其它地方，一定還存在著更多的絲狀病毒成員，只是暫時沒有被發(fā)現(xiàn)。他們也在努力尋找究竟哪些動物是絲狀病毒的天然宿主，而人類感染絲狀病毒的大爆發(fā)事件又為何頻繁發(fā)生：在過去的21年里，總共出現(xiàn)了19次大爆發(fā)，僅今年就出現(xiàn)了3次。想要回答這些問題并不容易，因為我們無法預測這些大爆發(fā)的出現(xiàn)，而進行絲狀病毒研究的實驗室需要最高級別的安全措施。

在過去一段時間里，研究者似乎對控制埃博拉病毒爆發(fā)采取的是觀望的姿態(tài)——但是，當事態(tài)升級后，科學家們無疑需要站到前列來了。研究者們認識到，只有對埃博拉病毒的生物學機制及控制方法了解清晰，才能夠真正阻止病毒的傳播。Michael Osterholm是明尼蘇達大學傳染病研究與政策中心（University of Minnesota’s Center for Infectious Disease Research and Policy）的一名公共衛(wèi)生科學家，他指出，他們還需要獲得信息，包括埃博拉的病毒學機理，感染后的臨床表現(xiàn)以及流行病學數(shù)據(jù)。在這些情況下進行研究的難度是相當大的，但是獲取這些信息又的確十分重要?；谶@些認識，Nature號召科學帶頭人對針對埃博拉病毒及其它絲狀病毒最緊急的科學問題進行討論——如果能夠解開有關這些病毒的謎團，就有可能阻止另一場災難性大爆發(fā)的出現(xiàn)，或者遏制當前正在發(fā)生著的傳播。這是他們的想法。

 

絲狀病毒來自何方？

2007年7月，烏干達的一位礦工感染了馬爾堡病毒（Marburg virus）。當時他正在烏干達的一個山洞里勘察鉛礦和金礦。烏干達政府在事件發(fā)生后立即關閉了山洞，由美國疾病控制與預防中心（CDC）研究人員帶領的一支調查隊伍介入調查。他們希望能夠回答一個困擾了人們幾十年的問題：絲狀病毒的天然宿主到底是什么動物？這個問題從第一類絲狀病毒——馬爾堡病毒于1967年被發(fā)現(xiàn)以來，就一直是個謎。馬爾堡病毒首次發(fā)現(xiàn)于歐洲的一個實驗室，感染者是負責為實驗室引進猴子的工作人員。絲狀病毒感染對猴子、人類、及其它猿類動物的高致死性表明，靈長類動物并非絲狀病毒的天然宿主：因為，一旦病毒殺死太多的宿主，那么其自身就無法繁衍傳播，很快就會滅亡了。有跡象表明，蝙蝠可能是科學家們所尋找的病毒天然宿主，但是，想要證明這一點，科學家們必須找到被感染的蝙蝠。

研究者們捕捉了1,300多只棲息在洞穴里的蝙蝠，并且對其進行血液檢測，鑒定是否存在馬爾堡病毒感染。他們最終找到了一直想要尋找的結果：從五只埃及果蝙蝠（Egyptian fruit bats）體內分離到了馬爾堡病毒，而這些蝙蝠沒有一只顯示感染癥狀。該研究小組還在鄰近的另一個洞穴找到了更多的受感染蝙蝠，那個洞穴之前也與一起馬爾堡病毒爆發(fā)有關。

對于病毒是如何從蝙蝠傳染給人的，目前還沒有完全清楚，盡管最有可能的方式是通過體液接觸。感染馬爾堡病毒的蝙蝠，在實驗室內被證實其口腔內存在病毒，因此，其它動物有可能由于食用沾上蝙蝠唾液的水果而被感染。明確其它絲狀病毒的宿主也很關鍵。來自美國陸軍傳染病研究所的（US Army Medical Research Institute of Infectious Diseases）病毒學家John Dye指出，只有對此了解清楚了，才能更好地做好預防。

研究者們目前強烈懷疑蝙蝠也是埃博拉病毒的天然宿主。1976年，在首次埃博拉病毒感染流行期間，首先被感染的6個人是在蘇丹的一個工廠里工作的，他們所在的房間曾是蝙蝠的棲息地。研究者已經從蝙蝠體內分離獲得了埃博拉病毒的抗體，以及病毒其它小片段的遺傳物質。但是，想要證實蝙蝠的確是病毒的天然宿主的難度是很大的——還沒有人能夠從蝙蝠體內分離獲得埃博拉病毒，而病毒爆發(fā)的罕見性和零星分布的特點，也使得追蹤病毒的來源十分困難。埃博拉病毒感染爆發(fā)發(fā)生于許多不同的地點，只有某些情況下，發(fā)生于接觸過蝙蝠的動物或人。“這就好像你面對的是整個熱帶雨林，”來自亞特蘭大CDC的分子病毒學家 Jonathan Towner說，他在烏干達捕捉了許多蝙蝠用于馬爾堡病毒研究。

眼下正在發(fā)生的這場埃博拉病毒流行，被認為起始于2013年12月，幾內亞的東南部，當時，一名兩歲的男孩死于一種神秘的疾病，并且迅速感染了其他家庭成員及醫(yī)務工作者。目前，人們對待這場流行感染的反應，主要集中在如何遏制它，而不是對其追根溯源?！斑@場公共衛(wèi)生危機是前所未有的，” Towner說?！霸谶@個節(jié)骨眼上，沒時間去做更多其它研究?！?

 

絲狀病毒的存在有多廣泛？

絲狀病毒并非只存在于蝙蝠和靈長類動物體內。這一點在2008年，在菲律賓發(fā)現(xiàn)了爆發(fā)于豬群的疾病，即得到了闡明。菲律賓官方尋求外界幫助，對此疾病進行調查。當研究者抵達時，他們發(fā)現(xiàn)，豬感染了雷斯頓伊波拉病毒（Reston ebolavirus）——人們首次于1989年從菲律賓進口至美國的猴子體內發(fā)現(xiàn)了這種病毒。豬感染埃博拉病毒的發(fā)現(xiàn)令人震驚，因為在那之前，還未曾發(fā)現(xiàn)埃博拉病毒會感染家畜。而且那并非特例：2012年，在中國也出現(xiàn)豬感染Reston ebolavirus的事件。但是，Reston病毒似乎對人類的危害性沒那么大。在菲律賓豬場工作的人們體內都含有該病毒的抗體——也就是說，豬已經將病毒傳染給了他們——但是沒人因此患病。

2011年，科學家證實豬也可以感染扎伊爾埃波拉病毒（Zaire ebolavirus）?，F(xiàn)在人們認為，豬可以作為多種絲狀病毒的宿主，同時感染多種絲狀病毒，因此有可能使得病毒交換遺傳物質，最終產生新的、可以使人類患病的病毒種屬。Erica Ollmann Saphire是斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的一位從事絲狀病毒研究的結構生物學家，他指出，現(xiàn)在更加實際的問題是，我們是否需要擔心Reston病毒？如果該病毒的確不會使人類患病，那么是否有這么一種可能性，就是它是否會發(fā)生改變，在未來具有致病性？

科學家目前對不同種類絲狀病毒及其地理分布的認識可能還只是一個開端。已知的絲狀病毒名單直到最近才有所增加：第五種埃博拉病毒（Bundibugyo ebolavirus）于2007年在烏干達被發(fā)現(xiàn)，Lloviu virus則于2011年在西班牙的死蝙蝠體內被分離出來。北海道大學（Hokkaido University）的病毒學家Ayato Takada表示，他們很有可能在世界的其它地方找到更多的其它類別的絲狀病毒。這類病毒分布的廣泛性比我們預想的要大得多，這說明其存在的時間已經相當長了——也許幾乎貫穿人類歷史。而且，當病毒從動物身上傳染至人類時，也許科學家們也只是發(fā)現(xiàn)了其中的一小部分感染爆發(fā)事件。目前，研究者正在努力尋找發(fā)生動物感染人事件的發(fā)生頻率，而且當發(fā)生病毒轉染時，有多少會最終導致人類患病。2010年，有一個研究小組報道，在加蓬的某些地區(qū)，有多達20%的人攜帶Zaire ebolavirus抗體，說明他們曾被病毒感染但未患病。

Lobel也指出，這些數(shù)據(jù)也要謹慎對待，而檢測到的抗體也可能來源于與埃博拉病毒很相似的病毒。在他的研究中，那些感染埃博拉病毒后幸存下來的人，與未感染者對病毒的免疫應答方式有所不同。他和其他一些研究者目前正在對更多的絲狀病毒感染幸存者的免疫應答方式進行研究。

眼下一個迫在眉睫的問題是，目前爆發(fā)的這場Zaire ebolavirus感染，病毒是否有可能產生突變，增強毒力。其快速的傳播過程提示我們，這株病毒可能與我們所了解的有所不同——有可能變得更容易在人與人之間傳播。來自馬薩諸塞州劍橋Broad Institute 的病毒學家 Kristian Andersen指出，我們需要開始對2014年這次爆發(fā)中的病毒株進行研究，看一看與之前的是否有什么不同，或者是否的確具有更高的傳播能力。

Andersen很謹慎地指出，目前還沒有研究證據(jù)證實以上猜測。盡管有一些研究者擔心，病毒有可能突變形成通過空氣傳播能力的毒株，但大部分科學家相信，病毒不可能在這么短的時間內發(fā)生如此大的改變。遺傳分析結果表明，此Zaire ebolavirus病毒株在大約十年前，從一種古老的病毒中分離出來之后，已經經過了數(shù)百次的突變（Nature http://doi.org/vsd; 2014），但這些突變是否改變了病毒的很多重要特性，還無從知曉。其不可預知的傳播特點，被認為是由于病毒來源于非洲的某個地區(qū)，那里的人們缺乏對病毒的了解，不知如何加以控制，從而使其有機會擴散到了城鎮(zhèn)地區(qū)?，F(xiàn)在，研究者正在進行更加詳細的研究，希望能夠闡明病毒的來源及特性。

 

埃博拉病毒是否會成為我們最可怕的敵人？

今年9月，流行病學家發(fā)表了一篇分析報告，該報告中繪制了所有在非洲發(fā)生的埃博拉病毒爆發(fā)的地點，以及三類有可能是病毒天然宿主的蝙蝠的活動范圍。他們還描繪了非洲人口及流動性的變化——例如，每個國家居住在農村和城鎮(zhèn)的人口比例。該研究小組希望能夠找到那些最有可能發(fā)生下一次病毒感染大爆發(fā)的區(qū)域。

在今年以前，除一例之外，所有感染人的埃博拉病毒事件都可以追溯到中非地區(qū)，而Zaire ebolavirus從未在西非被發(fā)現(xiàn)。但是“我們不應該為這一次發(fā)生在西非的大爆發(fā)感到過度驚訝，”來自牛津大學的流行病學家Simon Hay說。他也是上述研究分析的帶頭人。即使沒有將目前的大爆發(fā)數(shù)據(jù)加入進來，他們還是預測了三個重災區(qū)——塞拉利昂、幾內亞和利比亞——這三個國家最有可能出現(xiàn)埃博拉病毒感染流行，因為那里的很多人都生活在棲息著大量蝙蝠的區(qū)域。該分析總共列出了22個有可能出現(xiàn)埃博拉病毒大爆發(fā)的非洲國家，這意味著有2,200萬人口有感染風險。

該研究還開始著手尋找絲狀病毒爆發(fā)頻率增加、傳播更廣泛及規(guī)模更大的原因，自病毒第一次被發(fā)現(xiàn)以來，可能感染絲狀病毒的人口數(shù)量已經增長了兩倍，自2005年，航空交通也增加了三分之一。對人類而言，病毒并不是主動來侵襲我們的，而是我們自己送上門去的。隨著人口數(shù)量的增加以及人類交通往來的增多，使得人類得以接觸到病毒宿主，然后又不知不覺地將其帶到了全世界?！坝羞@樣一種看法：這些病毒大爆發(fā)之間彼此獨立，發(fā)生在非洲的偏遠地區(qū)，在病毒得以擴散到人口中心之前，就已經消失了，”Hay說。“但很顯然，這一次的情況有所不同?！彼难芯啃〗M發(fā)布了相關數(shù)據(jù)，并希望其他人可以使用這些信息，尋找更加具體的環(huán)境因素——那些可以預測下一次大爆發(fā)會發(fā)生于哪里的各類條件，如氣候、地理情況等。

埃博拉病毒的毒力為何如此之強？

埃博拉病毒是已知病毒中致死性最高的病毒之一．在目前的這場流行中，大約有60—70％的被感染者失去生命，而在之前的該類病毒大爆發(fā)中，死亡率更是達到了幾乎90%。（只有狂犬病、天花和少數(shù)其它病毒，在沒有得到治療的情況下的致死性可與之相比。）追究埃博拉病毒及其它絲狀病毒具有如此高致死性的原因，我們發(fā)現(xiàn)，是由于這類病毒感染會誘發(fā)機體自身的防御系統(tǒng)對自身進行攻擊。

通常而言，當病毒侵襲機體時，會啟動來源于機體免疫系統(tǒng)的細胞，這些細胞可以導致炎癥反應以及其它反應，從而擊退感染。但是，埃博拉病毒卻能夠在感染機體時，破壞這些站在免疫防御第一線的細胞，從而使機體失去第一道防線。這些死去的細胞也會促發(fā)一系列化學物質的出現(xiàn)，這一過程被稱作“細胞因子風暴”，進一步使得處于下游的細胞發(fā)生死亡，這些細胞在通常情況下會產生具有保護性的抗體。

其它毒力很強的病毒同樣會促發(fā)“細胞因子風暴”，但是絲狀病毒的毒力尤其驚人，因為其可以對相當廣泛的組織產生影響。除了免疫系統(tǒng)，埃博拉病毒還會攻擊脾臟、腎臟，破壞原本調節(jié)體液及化學物質平衡的細胞，也會破壞可以產生具有凝血作用蛋白質的細胞。最要命的是，埃博拉病毒會使肝臟、肺、腎臟失去功能，其它臟器也隨之衰竭，血管滲出液體到周圍組織。一旦發(fā)展到這一步，接下來的便是死亡。

如果科學家們能夠闡明那些幸存者們的免疫系統(tǒng)是如何擊退病毒的，他們就有可能利用其機理開發(fā)有效的疫苗。研究者們已經發(fā)現(xiàn)，由于幸存者在之前的病毒感染大爆發(fā)的過程中，在體內形成了針對埃博拉病毒的抗體，從而阻止了“細胞因子風暴”的產生，也就保護了自己的免疫系統(tǒng)不受進一步侵害。但是，為什么他們能夠做到這一點，而其他人卻不行，仍然是個謎團。“我們腦海里縈繞的問題是，他們是如何活下來的？”Lobel說。

正確的治療可以提高感染者的生存率。在目前的疾病流行中，在發(fā)達國家接受治療的感染埃博拉病毒的人們，與那些在非洲進行治療的感染者相比，更有可能存活下來，這是因為在發(fā)達國家，他們可以得到更加周到的醫(yī)療與照顧。盡管沒有針對絲狀病毒的靶向治療方法，但是，醫(yī)生可以對患者進行嚴密監(jiān)護，通過靜脈滴注或者腎臟透析，及時糾正由于器官衰竭與體液流失所造成的血液內化學物質及蛋白質失衡?！澳壳埃２├《靖腥镜母咚劳雎?，是和其發(fā)生的區(qū)域有關的，”Dye說?！叭绻軌蚪o予更好的醫(yī)療條件，死亡率會有所下降。”

可惜，Osterholm指出，即使是那些能夠有效幫助感染者提高生存幾率的、最基本的設施，目前在感染重災區(qū)都很難獲得。例如，由于害怕醫(yī)務工作者在進行操作時被感染，口服脫水治療目前被廣泛應用，替代了靜脈補液的方法。Osterholm表示，這些方式到底會如何影響患者的預后，是我們急需闡明的問題：在這樣的情況下，哪些治療是有效的？他們所進行的，是否會產生臨床影響？

 

我們有能力阻止病毒擴散么？

之前的許多次絲狀病毒感染爆發(fā)都是通過相同的方法予以遏制的：隔離和治療患者，追蹤和監(jiān)控與其接觸者。公共衛(wèi)生官員已經采用這一方法，來遏制埃博拉病毒在尼日利亞和塞內加爾的擴散。但就整個西非而言，在大爆發(fā)開始階段，公共衛(wèi)生部門的反應是不足的，這使得病毒快速地傳播開去。

如果，像有些流行病學家預測的那樣，到2015年1月，這一感染波及到了上萬甚至幾十萬的人口，再采取眼下這種公共衛(wèi)生遏制措施，幾乎不可能有效控制感染的流行。首先，不可能招募并訓練足夠數(shù)量的醫(yī)療工作者。在這種情況下，正如有些專家說的那樣，我們需要一個新的計劃。援助機構以及非營利組織已經開始嘗試新型的控制方法。在塞拉利昂，政府開始建立隔離中心，從而將患者與其家人及居住社區(qū)隔離開來，從而預防病毒傳播。但是，在隔離中心，合格的醫(yī)務工作者比標準的治療機構要少。因此，這是一個備受爭議的方式，因為這似乎是在向人們傳達一種信息：患者被關在一個地方等死。但是，政府也承認所面臨的殘酷現(xiàn)實是，現(xiàn)有的醫(yī)院已經人滿為患，患者不得不被拒絕入院，這無形中也增加了疾病的傳染擴散。“所有人都認識到，更低標準的社區(qū)機構不是最理想的，但是總比沒有要強一些，還是可以在一定程度上減少疾病的傳播，”Hay說。

另外一個新的辦法是，嘗試使用試驗性治療方法和疫苗，這些方法及疫苗都是靶向針對埃博拉病毒而開發(fā)的。很多人都在關注一種叫做ZMapp的新藥——一種抗體雞尾酒類藥物，通過給小鼠接種埃博拉病毒蛋白而獲得，一些感染者服用了該藥物。今年8月，研究者報道了ZMapp成功保護了18只感染了埃博拉病毒的猴子，使其免于死亡——這是第一次報道針對動物進行的病毒感染治療具有如此高的成功率?，F(xiàn)在，研究者們正在組織進行進一步的試驗，也包括其它的藥物及疫苗。

但即使這些治療被證實是有效的，我們所面臨的挑戰(zhàn)也并未結束。研究進展最快的領域都是針對Zaire ebolavirus的，該病毒是四種絲狀病毒種屬中致死性最高的，但是，我們無法確定針對該病毒有效的治療方法，對其它絲狀病毒也具有療效。Saphire負責一個國際組織，對各類抗體組合進行系統(tǒng)檢測，尋找最能有效對抗不同類型絲狀病毒的抗體。研究者們希望，有一天，他們能夠找到能夠對付多種絲狀病毒的藥物，在感染者一出現(xiàn)癥狀就立即能夠服用，而不需要花費寶貴的時間，用于診斷到底患者感染的是哪種病毒。

隨著非洲這次埃博拉病毒大爆發(fā)事態(tài)的逐漸嚴重，所有這些工作的緊急性都有了新的定義。今年，美國國家過敏和傳染病研究所（National Institute of Allergy and Infectious Diseases）、維康信托基金會（Wellcome Trust）、歐盟及各大制藥公司都投入了大量緊急事件基金，用于藥物與疫苗的研發(fā)工作。11月3日，美國醫(yī)學研究所（US Institute of Medicine）將在華盛頓舉行會議，商討埃博拉病毒研究的日程。該會議也為了消除人們不斷增加的疑慮，懷疑病都有可能轉變成非洲某些區(qū)域的地方病，在未來數(shù)年里，進一步使更多的人患病和喪命。

研究者們明白，對待此類病毒大爆發(fā)的事件，公共衛(wèi)生部門的反應力度與措施是重中之重，他們也更加堅定了要揭開這一“殺手”病毒神秘面紗的決心?！艾F(xiàn)在西非所發(fā)生的一切令人絕望，”Saphire說?！斑@讓人們十分希望能夠盡快明白到底怎樣才能解決這個問題?！?

 

 

 

原文檢索：
Erika Check Hayden. (2014) The Ebola Questions. Nature, 514:555-557.

本文轉自《生命奧秘》