艾滋病起源:新提取的HIV遗传密码带来了世纪信息

2019-07-29 佚名 中国生物技术网

在刚果民主共和国,HIV病毒RNA已经在一位时年38岁男性患者的淋巴结中隐藏了超过50年。这个小拇指指甲盖大小的淋巴结一直以石蜡封存的方式被保护着。

在刚果民主共和国,HIV病毒RNA已经在一位时年38岁男性患者的淋巴结中隐藏了超过50年。这个小拇指指甲盖大小的淋巴结一直以石蜡封存的方式被保护着。

一旦从蜡壳中解放出来,美国亚利桑那大学的研究团队就能从组织中提取出几乎完整的HIV病毒基因序列,这是迄今为止最古老且几乎完整的HIV-1病毒遗传密码,它进一步证实导致艾滋病的病毒是在20世纪初的前十年或二十年间在人群中开始传播的。该研究近日已发表在预印本网站bioRxiv上。

参与这项研究的科学家Michael Worobey说:“我们已经在那里研究了很长时间,单是这个基因序列就花费了我们超过5年的时间。”

Worobey的实验室曾多次对古老的组织和血液样本进行“病毒考古学”研究。他表示,这篇论文还没有提交到任何科学期刊,因此可以说该论文也没有接受任何独立科学家的同行评议。

但英国牛津大学的进化和传染病学教授Oliver Pybus称赞了这项研究。他说:“从已存档的组织样本中生成一个完整的基因组,这在技术上令人印象深刻。尽管这一发现没有从根本上改变我们目前对艾滋病大流行早期遗传历史的模型,但它确实提高了我们对先前从现代和部分HIV基因序列中得出结论的信心。”

加拿大谢布鲁克大学的传染病学教授Jacques Pepin博士曾经编写过关于艾滋病发展史的文章,他称这项研究是一项“技术成就”。Pepin现在正在编写第二版的《艾滋病起源》,预计将于2020年底出版,并表示会将这项研究发现纳入更新的内容。

在这项研究中,被检测的样本来自1966年,从中提取的序列比过去最老的全长序列还要早十年。它提供了病毒还未被发现时在中非传播时的快照,自那十五年后,美国男同性恋者中的一系列奇怪感染导致人们认识到一种新的疾病,它最终被称为艾滋病。

科学家可以利用在艾滋病流行早期感染人类的病毒遗传密码,来确定它从灵长类动物迁移到人类的时间。通过研究病毒序列的差异,研究人员试图估计出已知序列可能从一个共同来源分化出来的时间。Worobey说:“研究没有告诉我们这一事件是什么时候发生的,但它可以表明,该事件一定发生在一个特定的时间之前。”他补充说,“新的数据表明,这种情况并不是发生在上世纪20年代。”

目前关于HIV病毒何时开始在人类中传播存在很多猜测,但大部分学者都认为是在20世纪早期。Pepin认为这可能发生在19世纪的最后几年。

Worobey开发出了一种从样本中提取病毒遗传物质的方法,他称之为“jackhammering”。

20多年前,他在牛津大学读博士时在刚果待过一段时间。他当时得知金沙萨大学有很多古老的组织样本储存库。于是在该研究的共同作者著名的埃博拉病毒专家、刚果国立生物医学研究所负责人Jean-Jacques Muyembe博士的帮助下,他被允许对这些样本进行研究,并尝试确定这些样本中是否含有HIV病毒的RNA。这些组织样本是在1959至1967年之间提取自金沙萨(刚果民主共和国的首都,当时的利奥波德维尔)的患者,用于诊断目的。

Worobey在谈到这些样本时说到:“它们就像是后面房间里成堆的纸箱发霉了。”

这些样本正是Worobey为了回答其实验室正在研究谜题的宝藏,比如HIV病毒是否由法裔加拿大空乘人员带到北美,或者在1918年导致西班牙爆发的大流感病毒是否在1916和1917年就已经在法国北部开始传播。目前,他的实验室仍在对后面的这一课题进行研究。

他说:“在过去的15年里,我一直在用一部分时间寻找这些尘封已久的组织样本,并尽量争取在它们被扔到垃圾箱或消失之前找到它们,因为知道它们珍贵的人已逐渐离世。”

Worobey的实验室在十多年前就从一位60多岁女性的淋巴结中提取HIV病毒的RNA,但只是片段,而不是完整的遗传密码。那项研究发表于2008年,自此之后Worobey及其团队一直在优化提取方法。现在他们已经能从单次提取中获得更多的序列信息了。

Worobey说:“从20世纪60年代的遗传数据来看,当时流行的病毒已经具有极其丰富的遗传多样性,这意味着它们已经在人类之间传播了一段时间。唯一发生这种情况的可能性是,病毒在20世纪60年代之前就已经进化了几十年。”

在这项研究中,研究人员总共测试了1652份病理样本,在其中一份中发现了HIV病毒序列。Worobey说,这项辛苦的研究要归功于共同作者Thomas Watts。

尽管有人会认为这项发现值得庆祝,但是在科学领域,这一成就并不值得大书特书。

Worobey说:“这是一个如此漫长的工作,很多时候我们会认为自己取得了一些重要发现,但其实只是某种形式的非特异性反应。因此,在有十足把握之前,一定要小心再小心。所以现在并不是开香槟庆祝的时候。在多年辛劳之后,它给我们带来的更多的是一种温暖的满足感。”

原始出处:
Sophie Gryseels1,2,3, Thomas D. Watts1, Jean-Marie M. Kabongo4, B,et al.A near-full-length HIV-1 genome from 1966 recovered from formalin-fixedparaffin-embedded tissue,bioRxiv preprint first posted online Jul. 1, 2019; doi: http://dx.doi.org/10.1101/687863.



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