猴痘病毒发⽣突变，科学家怎么看？
2022-10-15 22:00:32
原⽂作者：Max Kozlov
⼏个⽉前，美国明尼苏达州卫⽣部的研究⼈员在筛查猴痘病毒样本时惊讶地发现，在从⼀名感染者体内采集的样本中，猴痘病毒基因组存在⼤⽚段缺失，另⼀个⽚段则移动到了序列中⼀个完全不同的位置。美国疾控中⼼的微⽣物学家Crystal Gigante被请来分析这些突变。
她和同事在美国采集的其他⼏个猴痘病毒基因组中也发现了类似的基因缺失和重排，并在9⽉17⽇将结果发布在预印本服务器bioRxiv上，该⽂章尚未经过同⾏评议。
猴痘病毒（图中颗粒，图为上⾊后的透射电镜图像）是⼀种DNA病毒，能直接发现并修复其基因组中的微⼩突变，因此⽐其他病原体的演化速度更慢。来源：National Institutes of Health/Science Photo Library
研究⼈员在⼀些猴痘样本的基因组中发现⼤⽚段缺失，但他们很难确定这些突变是否会影响病毒的⾏为。虽然研究⼈员对此并不惊慌，但他们正在密切监测，试图理解这些突变为何会出现，以及这对全球猴痘疫情意味着什么。
这些突变显然在提醒我们，即使是痘病毒这种⽐RNA病毒（如新冠病毒）演化速度更慢的DNA病毒，也会随时间积累突变，阿拉巴⻢⼤学计算病毒学家Elliot Lefkowitz说道，⽽且猴痘病毒在⼈群中的传播范围越⼴，它的演化机会就越多。
Gigante分析的这些突变不是科研⼈员在新冠病毒基因组中惯常⻅到的单碱基突变。有些突变是整个基因全部缺失：佛罗⾥达州⼀名感染者的猴痘病毒样本中缺失了约7%的基因组。不过，Lefkowitz说，⽬前尚不清楚这些突变对病毒是有益的、中性的，还是有害的。如果卫⽣官员发现携带这些突变的病毒样本开始增多，那就可能是这些突变有益于病毒传播的信号。
明尼苏达州⾸次报告的这种⼤⽚段缺失和重排并未令Eneida Hatcher感到意外。Hatcher是美国国家⽣物技术信息中⼼的演化病毒学家。2015年，她与Lefkowitz共同发表的⼀项研究显示，这类突变在⼤部分痘病毒中很常⻅，⽽且它们改变的⼤部分基因都位于病毒基因组的尾巴，或称末端。Hatcher说：“看到它们在重复我们曾⻅到过的突变策略还挺安⼼的。”
正痘病毒是痘病毒科的⼀个属，包括猴痘病毒和天花病毒。正痘病毒基因组的中央约有174个核⼼基因是⼀样的，但它们的末端区域变化较多，必需基因的数量更少。这些基因中有⼀些被认为能编码破坏宿主免疫应答的蛋⽩，可以专⻔感染特定宿主，Lefkowitz说道。
研究⼈员在此基础上提出了天花病毒为何会变得擅于感染⼈类的⼀个假说：在⼏千年的时间⾥，天花病毒的早期版本可能缺失了末端的基因，这些基因曾让天花病毒能够感染各种动物，导致天花病毒最终变成了专攻⼈类的病毒。
⼀些科学家担⼼猴痘会向着相同的⽅向发展。⽬前的猴痘病毒仍是⼀种“泛化”病毒，能感染很多不同的哺乳动物，包括好⼏种啮⻮动物和⼈类。
但是，预测猴痘病毒的⾏为如何随其突变⽽变化⾮常困难，因为猴痘病毒巨⼤的基因组中有很多基因的功能尚未得到表征。⽐如，Lefkowitz说，虽然研究⼈员⾄少在17年前就发现有两个猴痘病毒株在⾮洲传播，但他们仍然很难确定是哪些基因造成了两者在死亡率上的差异。主要在中⾮流⾏的演化枝I的死亡率约为10%；⽽在⻄⾮流⾏的演化枝II的死亡率约为1%-3%。
通过分析病毒序列，研究⼈员也能更好地掌握猴痘病毒是如何引发这轮全球疫情的。科学家注意到了⼀种单碱基突变的模式，与明尼苏达州⾸次发现的突变不同，这种模式似乎是⼈类免疫系统与猴痘病毒持续交锋的遗传印记。利⽤⽬前采集的数据⼤致计算每年会出现的突变数量，他们估计导致⽬前全球疫情的毒株是在2016年初从动物溢出到⼈类的。
这⽐尼⽇利亚卫⽣官员⾸次在⼈群中检测到该毒株的时间还早了⼀年半以上——尼⽇利亚卫⽣官员宣布的这轮国内疫情从来没有真正结束。
好消息是，虽然猴痘病毒⼀直在演化，但还没有突变会影响编码被抗病毒药物特考⻙瑞（tecovirimat）靶向的蛋⽩的基因。研究⼈员正在测试特考⻙瑞对抗⼈类猴痘感染的效果。不过，问题可能会最终出现在诊断检测中。
为了检测样本中的猴痘病毒，技术⼈员要进⾏聚合酶链反应（PCR）来发现病毒基因组中的⽬标序列。Gigante和她同事发现，在他们分析过的⼀个样本中，⼀个猴痘⽬标序列的两个拷⻉有⼀个缺失了。虽然PCR检测结果仍为阳性，但作者提醒这类突变可能会让结果⽆效。
Hatcher认为，全球社会对猴痘的关注不仅有助于研究⼈员理解猴痘病毒，也有助于认识整个痘病毒科。她说，今年之前，全球只有约100个近完整的猴痘基因组。如今，已有约2000个猴痘基因组上传⾄国际数据库。她说：“关于病毒监测和基因组序列的国际合作在新冠疫情后延续了下来，看到这些我太⾼兴了。”