前沿：中國學者揭示：寨卡病毒如何導致小頭症

知識 09-29

「小頭症」引起兒童智力下降等問題，給家庭、社會帶來沉重負擔，圖片來自mintpressnews.com

撰文 | 劉忠鈺

責編 | 葉水送

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

2016年，世界衛生組織（WHO）宣布寨卡疫情為全球緊急公共衛生事件，南美的寨卡疫情尤為嚴重。自2015年在美洲發現後，寨卡病毒感染導致的神經系統疾病，尤其是新生兒小頭畸形（Microcephaly）的發病率急劇上升，引起全球廣泛關注。

在進化上，寨卡病毒可分為非洲世系和亞洲世系。早在今年5月份，清華大學醫學院程功教授及其團隊發現，在美洲大流行的寨卡病毒屬亞洲世系，至於寨卡疫情為何沒有在亞洲爆發，他們發現，主要是亞洲世系的病毒到美洲後發生突變，使其更高效地感染蚊蟲，且導致當地蚊蟲的病毒感染率大幅上升。

寨卡病毒為何會導致胎兒出現「小頭症」?目前，科學界有不同的見解。9月28日，軍事醫學研究院秦成峰研究員與中科院遺傳發育所許執恆研究員領銜的研究團隊，提出新見解。他們發現了一個位於寨卡病毒prM蛋白中關鍵位點，單個氨基酸突變S139N即可顯著增加寨卡病毒的神經毒力，從病毒層面揭示了寨卡病毒感染導致小頭畸形的分子機制，相關研究在線發表在著名學術期刊Science上。

小頭畸形，也被稱為「小頭症」，是一種嚴重的神經發育障礙疾病，患者腦部發育不全，智力低下，終身不能生活自理，給患者、家庭和社會帶來沉重負擔。2016年以來，世界各國科學家圍繞寨卡病毒的生物學特徵、致病機制以及疫苗、藥物等開展了一系列研究，並取得了重要進展。

寨卡病毒2016年輸入我國後，軍事醫學研究院病原微生物生物安全國家重點實驗室秦成峰團隊聯合其他團隊，先後取得了一系列的重要發現，如寨卡病毒與幼鼠小頭畸形的關聯，不同來源寨卡病毒的毒力研究等。

不同寨卡病毒毒株的毒力，圖片來自Yuan et al. 2017

為進一步確定導致不同寨卡病毒流行株致病能力差異的決定位點，研究人員對全部寨卡病毒株基因組全序列進行了深入的生物信息學分析，結果發現與2010年柬埔寨分離株相比，當前寨卡病毒流行株發生了一系列氨基酸突變，其中7個氨基酸位點保守性較高且穩定存在於當前流行株中。研究人員分別將上述7個突變位點引入寨卡病毒的感染性克隆中，利用反向遺傳學技術獲得了相應的突變病毒。

S139N突變的寨卡病毒致病能力增強，圖片來自Yuan et al. 2017

通過進一步的動物實驗發現，攜帶S139N突變的寨卡病毒對乳鼠的致病力顯著提高，如果在當前流行株中反向引入N139S突變，則顯著降低了病毒的神經毒力。同時，S139N突變病毒在胎鼠模型中也表現出更強的顱內複製能力和致小顱畸形能力；而且在人神經前體細胞中，S139N突變病毒也表現出更強的感染能力，導致更為嚴重的細胞死亡。

研究人員通過溯源分析發現，S139N突變最早出現於2013年5月的法屬波利尼西亞流行株，而且在幾乎所有2013年以後美洲和太平洋島國分離株中該突變穩定存在，與寨卡疫情大暴發過程中，大量新生兒小頭症病例的出現高度吻合。

上述結果充分表明，寨卡病毒中S139N單氨基酸位點突變即可顯著增強其對神經前體細胞的毒性，進而導致更為嚴重的小頭畸形。