抗击埃博拉:与一种致命病毒一起工作
波士顿大学澳门威尼斯人注册网站研究人员以尊重的态度看待病毒,而不是恐惧

埃博拉澳门威尼斯人注册网站研究人员Elke mhlberger说,人类还没有适应埃博拉病毒,也没有免疫力。摄影:Kalman Zabarsky
O8月2日,两名患病的美国医护人员中的第一名从非洲空运到埃默里大学的一个特别隔离室。尽管存在感染风险,医务人员仍继续前往西非,帮助控制有史以来最严重的埃博拉疫情世界卫生组织截至8月6日,已有900多人死亡。世卫组织计划花费1亿美元抗击疫情,美国疾病控制与预防中心将再派遣50名疾病控制澳门威尼斯人注册。在这一周内特别报道,但是今天与波士顿大学几个领域的澳门威尼斯人注册网站研究人员讨论了为什么医务人员会面临风险;疫情带来的伦理和政治困境;病毒是如何致死的;努力设计有效的治疗方法;以及这次前所未有的埃博拉疫情的其他方面。
医学院微生物学副教授Elke m
《波士顿邮报》今天采访了m
今天部:你澳门威尼斯人注册网站研究埃博拉病毒和类似病毒已经20年了。埃博拉病毒有什么特别之处?为什么它能这么快地杀死人?
米:这一点还没有完全理解。我们所知道的是埃博拉病毒扰乱了我们的免疫系统。我们无法足够快地抵抗体内的病毒感染,从而避免患上危险的疾病。一旦被感染,我们的身体就会充满埃博拉病毒颗粒。我们真的不明白为什么我们不能战胜埃博拉病毒感染。
据信,人类根本不适应埃博拉病毒。正如我们从目前的疫情中了解到的那样,它潜伏在非洲中部偏远地区的雨林中,也可能潜伏在西非。通常人类不会接触到它。

首先,人类是如何接触到埃博拉病毒的?病毒最初生活在哪里?
我们知道,对于埃博拉病毒的近亲马尔堡病毒——一种与埃博拉病毒同样危险的病毒,其自然宿主是一种果蝠,即埃及果蝠。据信,埃博拉病毒的天然宿主也是果蝠。因此,如果人类与受感染的动物有密切接触,例如处理丛林肉,病毒就会传播或跳跃到人群中。
我们对西非的埃博拉疫情是如何开始的了解多少?
目前埃博拉病毒爆发的第一例病例被确认为几内亚古萨克海姆州Meliandou村的一名两岁儿童,他于2013年12月感染并死亡。
有人猜测这个孩子可能接触过果蝠。这种埃博拉病毒,扎伊尔埃博拉病毒,在西非的发生是完全出乎意料的。以前,这种病毒被认为是中非的地方病。
在这场可怕的疫情爆发之前,在20世纪90年代,西非只报告了一例埃博拉病毒感染病例。病人是一名人种学家,他在科特迪瓦Taï国家公园对黑猩猩进行行为澳门威尼斯人注册网站研究。其中一些黑猩猩感染了埃博拉病毒并死亡,而澳门威尼斯人注册网站研究人员在处理死亡动物时也感染了病毒。然而,科特迪瓦事件中的埃博拉病毒种类与引起此次疫情的埃博拉病毒有很大不同。
这和你的澳门威尼斯人注册网站研究有什么关系?
我们的澳门威尼斯人注册网站研究目标之一是了解针对丝状病毒(埃博拉病毒和马尔堡病毒被归类为丝状病毒)的保护性免疫反应如何起作用。我们与美国陆军传染病医学澳门威尼斯人注册网站研究所(USAMRIID)的古斯塔沃·帕拉西奥斯(Gustavo Palacios)、疾病控制和预防中心(CDC)的乔纳森·托纳(Jonathan Towner)和波士顿大学的托马斯·开普勒(Thomas Kepler)等澳门威尼斯人注册网站研究小组合作,对蝙蝠和人类对马尔堡病毒感染的免疫反应进行了比较澳门威尼斯人注册网站研究。我们项目的一部分包括使用蝙蝠和人类细胞的体外工作。
与人类不同,感染马尔堡病毒的果蝠不会生病。我们希望能够确定人类治疗的新靶点,我们的一个项目是确定蝙蝠对抗马尔堡病毒感染的确切机制。
你们接受过在生物安全4级(BSL-4)实验室处理这些病毒的培训,这些实验室有最严格的安全标准和预防措施。你在德国马尔堡菲利普斯大学的BSL-4实验室澳门威尼斯人注册网站研究这些病毒多年,包括你怀孕的时候…
是的,两次怀孕期间我都在工作。我觉得在BSL-4实验室里绝对安全。幸运的是,我们在马尔堡有相当大的BSL-4套装,我的大肚子仍然适合。我的两个儿子现在一个13岁,一个9岁,他们都为自己在出生前就住过BSL-4套房而感到自豪。
我们听到的埃博拉疫情太可怕了。我们知道,你们在高度控制的环境中处理过埃博拉病毒和类似病毒,这与西非当地卫生保健工作者面临的情况完全不同。但是,是什么让BSL-4实验室环境让你感到安全——你甚至一点也不害怕?
我非常尊重马尔堡病毒和埃博拉病毒。但我不害怕与这些病毒打交道。
当我在四级生物安全实验室处理它们时,我总是记住它们是多么致命。然而,BSL-4实验室是地球上最安全的地方之一,在这些实验室里处理危险病毒是受到严格监管的。我们使用适当的个人防护装备(PPE),包括最先进的BSL-4实验室、全封闭的正压服和三副手套,以确保我们不会被感染,并保护环境。
波士顿大学的BSL-4实验室还没有投入使用。包括我在内,我的实验室里有四名接受过生物安全四级培训的人。为了完成必要的BSL-4工作,这些经过BSL-4培训的实验室成员往返于位于德克萨斯州圣安东尼奥和蒙大拿州汉密尔顿的BSL-4实验室。
病毒不需要越界许可。我们需要做好准备。
我非常尊重马尔堡病毒和埃博拉病毒。但我不害怕和他们一起工作。
没有多少微生物学家接受过与这些病毒打交道的培训,而且他们从事这项工作的时间和你一样长。你是怎么进来的?
当我还是德国马尔堡菲利普斯大学(philips University of Marburg)的一名学生时,我正在寻找一个位置来完成我的生物学毕业论文。我遇到了一位年轻的澳门威尼斯人注册网站研究人员,他刚刚获得医学博士学位,正准备建立自己的实验室,澳门威尼斯人注册网站研究有史以来最奇怪的病毒——马尔堡病毒。这个人就是海因茨·费尔德曼(Heinz Feldmann),他现在是位于蒙大拿州汉密尔顿的美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院/国家过敏和传染病澳门威尼斯人注册网站研究所(NIH/NIAID)落基山实验室病毒学实验室的主任,也是丝状病毒澳门威尼斯人注册网站研究领域最受尊敬的专家之一。
你对这种病毒有什么兴趣?
当我开始在亨氏实验室澳门威尼斯人注册网站研究马尔堡病毒时,人们对它几乎一无所知。我们所做的一切都是新鲜而令人兴奋的,在这个领域工作了这么多年,我们所做的一切仍然让人感到新鲜而令人兴奋。
我的毕业设计是测序马尔堡病毒的一个基因,糖蛋白基因,它负责病毒附着和进入细胞。我疯狂地测序,编码的蛋白质变得越来越长,因为我找不到基因的末端。我完全绝望了,直到我发现我澳门威尼斯人注册网站研究的是错误的基因。结果我不是在给糖蛋白基因排序而是在给聚合酶基因排序。当我成为一名专注于病毒聚合酶以及马尔堡病毒和埃博拉病毒的复制和转录策略的独立PI时,这个错误成为了我自己澳门威尼斯人注册网站研究项目的基础。
你能告诉我们更多澳门威尼斯人注册埃博拉病毒的工作吗?
我的实验室从两个角度澳门威尼斯人注册网站研究埃博拉病毒。首先,我们感兴趣的是了解病毒在受感染细胞内复制需要什么。像许多其他病毒一样,埃博拉病毒将自己的基因组复制机制带入细胞。如果我们了解这种机制是如何工作的,我们就可以确定阻止病毒复制的抗病毒化合物的目标。这种方法已经成功地用于其他病毒,如疱疹病毒和艾滋病毒。
其次,我们对细胞水平上对埃博拉病毒感染的抗病毒反应感兴趣。埃博拉病毒感染免疫系统的特定细胞,在感染的早期阶段需要这些细胞来对抗病毒。在这些细胞中,埃博拉病毒阻断了抗病毒途径,并对细胞进行了重新编程,使它们无法对感染做出有效反应。
最重要的是,被感染的细胞被用作血管,将病毒运送到身体的几乎所有器官,在那里它会感染其他细胞。这导致所谓的全身性感染,其破坏性后果是埃博拉病毒感染臭名昭著的。
因此,我们的目标是确定可以在埃博拉病毒感染细胞中激活的抗病毒途径,这将导致在病毒进一步传播之前破坏受感染的细胞。例如,我们已经测试了一种抗病毒药物,这种药物与麻省理工学院的Todd Rider几年前开发的药物类似,目前正在动物身上进行测试。这种药物选择性地诱导病毒感染细胞的自杀程序。我们发现它杀死了埃博拉病毒感染的细胞,而不伤害未感染的细胞。如果被感染的细胞被清除,病毒就不能在体内传播了。

你最终希望在动物身上做实验吗?
我是一名分子生物学家,这项工作是在细胞培养中完成的。一旦NEIDL投入使用,我们希望与澳门威尼斯人注册网站研究动物的澳门威尼斯人注册网站研究人员合作,在动物模型中测试这种方法。
西非的埃博拉疫情是否增加了你对自己澳门威尼斯人注册网站研究的紧迫感?
这是一场真正可怕的疫情,它让我感到难过,因为许多死亡是可以避免的。埃博拉病毒通过体液传播。它不是通过空气传播的。这使得通过遵循简单的保护措施来阻止病毒的传播相对容易。考虑到这一点,由于缺乏适当的个人防护装备,如此多的卫生保健工作者受到感染并死亡,这是非常令人不安的。拥有一种治疗方法或疫苗可以帮助挽救许多生命,特别是那些将生命奉献给治疗病人的卫生保健工作者。
最近,针对埃博拉病毒的抗病毒药物和疫苗的开发取得了重大进展,并已在动物模型中进行了测试。其中包括由Mapp biopharmacacinc .生产的ZMapp抗体鸡尾酒,该鸡尾酒已被用于治疗肯特·布兰特利(Kent Brantly)博士和南希·莱特博尔(Nancy Writebol)。我深切希望,这次疫情的严重程度将有助于推动这些疫苗和治疗方法的初步测试进入人体试验阶段,以便在未来的疫情中使用。
如果我们可以回顾一下,对于我们这些刚刚了解埃博拉病毒的人来说,这里有一个非常基本的问题:什么是病毒?
病毒是核酸(RNA或DNA)的颗粒,被蛋白质包围,有时还被脂质膜包围。除了少数例外情况,病毒非常小,大约比细菌小100倍。最重要的是,病毒具有寄生的生活方式,必须感染活细胞才能繁殖。它们劫持细胞机器来扩增它们的基因组,并产生它们自己的蛋白质和膜。
埃博拉病毒是RNA病毒吗?为什么它被认为是线状病毒?这是什么意思?
是的,埃博拉病毒是一种RNA病毒。它属于丝状病毒家族。这个名字来自拉丁语filum,意思是线。埃博拉病毒颗粒呈棒状,组织结构出奇地简单。病毒的小RNA基因组仅由19000个核苷酸组成——人类基因组由数十亿个这样的核苷酸组成——仅与7种蛋白质紧密相连,并包裹在一层膜中。
其中一种病毒蛋白伸出细胞膜,可以与细胞表面的受体结合。与这些受体结合有助于病毒进入细胞。在细胞内,埃博拉病毒自我复制。然后新的病毒颗粒离开细胞,准备感染新的细胞。在某种程度上,受感染的细胞会耗尽,因为它们必须提供形成病毒所需的所有物质——然后它们就会死亡。然而,被埃博拉病毒感染的细胞可以存活很长时间,这使得病毒很容易在被感染的宿主体内传播。
所以你的意思是你不可能感染埃博拉病毒多年却不知道,就像感染艾滋病毒一样?
完全正确。埃博拉病毒引起急性感染。感染持续大约两个星期,然后就结束了。如果病人幸运的话,他或她会活下来,但不幸的是,在大多数情况下,病人会死亡。根据病毒种类的不同,埃博拉病毒感染的致死率可高达90%。因此,与包括HIV在内的其他病毒不同,埃博拉病毒不会在感染患者体内持续存在。在这方面,它的行为更像流感病毒。你生病了,几天后,不管怎样,一切都结束了。
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