在症状出现之前诊断埃博拉病毒
在猴子发烧前4天检测到免疫反应,提高了早期诊断的可能性

埃博拉病毒。在接触病毒后2至21天内出现发烧和疲劳等症状;平均为8到10天。2014-2016年的埃博拉疫情导致1.1万人死亡。图片由NIAID提供:国家过敏和传染病澳门威尼斯人注册网站研究所
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- 目前,医生在出现发烧等症状时诊断埃博拉病毒
- 及早诊断感染者可以挽救生命
- 灵长类动物的抗病毒反应在症状出现前四天就开始了,这为早期诊断提供了一条途径
2014年,埃博拉疫情开始肆虐西非。它成为历史上最大规模的埃博拉疫情,持续了两年,感染了大约28000人——大部分在利比里亚、几内亚和塞拉利昂。最终,这种疾病夺走了1.1万多人的生命。
如果医护人员能够在疾病的早期阶段对感染者进行治疗和隔离,其中许多人的生命可能会得到挽救。然而,目前还没有办法在症状出现之前诊断出埃博拉病毒,而埃博拉病毒的特征是发烧、严重头痛和肌肉疼痛,这些症状可能在感染后2至21天内的任何时候袭击受害者。Emily Speranza (GRS ' 18)说:“现在,我们等待诊断,直到病毒从主要感染部位溢出到血液中。”“在这一点上,它已经取得了巨大的进展。”
Speranza可能找到了更好的办法。最近从波士顿大学生物信息学项目获得博士学位的Speranza与波士顿大学国家新兴传染病实验室(NEIDL)以及美国陆军传染病医学澳门威尼斯人注册网站研究所(USAMRIID)的同事合作,澳门威尼斯人注册网站研究了12只暴露于埃博拉病毒的猴子的数据,并在患病的猴子中发现了一种共同的免疫反应模式。这种反应发生在发烧(感染的第一个可观察到的症状)开始前4天。这项工作由美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院、美国国家科学基金会和其他机构资助,并于2018年3月28日发表在《科学转化医学》杂志上,提出了一种可能用于早期诊断该疾病的生物标志物。
“四天!想一想吧,”波士顿大学微生物学副教授约翰·康纳说,他是这篇论文的资深作者。“如果我能在你生病的四天前告诉你,那就太棒了。”

Speranza是该论文的第一作者之一,现在是蒙大拿州汉密尔顿落基山实验室的博士后,他说:“如果你能在接触后非常、非常早地开始治疗,他们就不太可能患上真正严重的疾病。”“如果你能在病人出现症状之前识别出他们,你就能更好地隔离并实际控制疫情。”
Speranza的澳门威尼斯人注册网站研究始于USAMRIID科学家的一个意想不到的结果。
他们一直试图在猴子身上模拟埃博拉病毒的传播过程,以一种更接近人类感染的方式。传统上,科学家在灵长类动物身上澳门威尼斯人注册网站研究埃博拉病毒时,会将高剂量的病毒直接注射到肌肉中。一旦被感染,所有的动物都会在10天内死亡。
这在人类身上是行不通的。Speranza说:“人类不一定会接触到注射埃博拉病毒的针头。”“你更有可能通过皮肤上的伤口或眼睛、鼻子或嘴巴的粘膜表面接触到病毒。”
因此,USAMRIID的科学家们尝试了类似的策略。他们通过鼻子感染了12只猴子,使用的埃博拉病毒比平时少得多。澳门威尼斯人注册网站研究人员预计所有的动物会同时生病,但事实并非如此;一些动物在通常的10天内死亡,一组在第13天左右死亡,另一组活到21-22天,其中两只动物根本没有生病。
康纳说:“在这个结果之前,没有任何模型表现得像你和我都会患上的疾病,也就是说,我们可能会暴露在环境中,我们会在2到21天之间四处走动,然后我们就会生病。”“这就是它试图建立的模型:如果我在5天内生病,你在12天或17天内生病,我们的免疫反应不同吗?”突然之间你就可以问这个问题了。”
Speranza澳门威尼斯人注册网站研究人体对埃博拉病毒的免疫反应,他试图通过观察基因来回答这个问题。她说:“我们非常想知道发生了什么。”她从观察先天免疫反应开始,这是身体对抗疾病的第一道防线,试图找出哪些基因在什么时候启动。当她观察一组被称为干扰素的信号蛋白时,她发现了一种模式。在所有的猴子中,无论多长时间才出现症状,干扰素触发的少数基因——被称为干扰素刺激基因——在动物发烧前四天开始工作。这些基因在所有患病的人身上都以相同的模式出现。
Speranza随后将结果与人类进行了比较,使用的是几内亚疫情爆发期间收集和保存的埃博拉患者血液样本。“我们不仅发现了相同的基因,”她说,“而且发现了相似的顺序。”
康纳指出,其他科学家也发现了类似的早期免疫反应,例如,在接触拉沙病毒的猴子和接触流感的人类身上。科学家们仍然需要梳理出人类对埃博拉反应的更多具体细节。“我们澳门威尼斯人注册网站研究了最明显的东西,那就是这种非常响亮的先天免疫反应。那些是喇叭,”康纳说。“可能会有一些我们听不到的短笛在演奏。可能会有其他一些特定的信号表明,‘哦,这实际上是埃博拉病毒。’”
科学家们说,找到这些细微的信号还需要更多的澳门威尼斯人注册网站研究,但这项工作虽然是初步的,但为早期诊断提供了有希望的第一步。“我们现在可以采取下一步,”Speranza说,“实际上开始将这些信息构建为感染的生物标志物。”
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