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寨卡病毒和小头畸形之间的关系已经被医学界深深怀疑,但从未得到证实。发表在最新一期《细胞干细胞杂志》上的一篇文章首次通过科学实验证明寨卡病毒与小头畸形有很大关系:它可以直接感染人类神经前体细胞,影响其生长和凋亡,从而可能影响胎儿大脑的发育。

尽管这一研究结果不足以证实寨卡病毒是导致小头畸形的直接原因,但仍足以为未来的科学实验提供重要的基础,尤其是为在短时间内开发抗寨卡病毒疗法迈出关键的一步。

中国团队领导的实验

本研究由约翰·霍普金斯大学的明国利和宋红军教授以及佛罗里达州立大学的唐恒利教授领导的实验室牵头,基因表达测序技术由埃默里大学医学院的金鹏教授实验室提供。这个研究团队中三分之二的研究人员来自中国。《中国商报》最近采访了霍普金斯大学医学院的研究员、文章作者之一温哲忠博士。他向记者详细介绍了整个实验过程。

独家:华人科学家首次证明寨卡与小头症潜在关联

神经前体细胞是发育中的大脑中的一种干细胞,可以分化为多种神经细胞,参与人脑的组成。研究人员发现,当神经前体细胞暴露于寨卡病毒时,它们不仅会被感染,还会大量复制寨卡病毒。同时,寨卡病毒会杀死这些被感染的神经前体细胞或限制它们的生长,这可能导致我们已经看到的小头畸形。

我们将人类皮肤细胞重新编程为诱导多能干细胞(ipscs),并将它们分化为皮质神经前体细胞(NPC),这种细胞类似于发育中胎儿大脑皮质中的神经干细胞,也是小头症患者的发育不良细胞。结果显示,这些细胞中的90%在暴露于寨卡病毒56小时后被感染。这表明寨卡病毒可以直接感染神经前体细胞。温易哲告诉记者。

此前,兹卡病毒已被发现感染多种人类细胞,但这项最新研究显示,神经前体细胞对兹卡病毒特别敏感。我们也想知道这种现象的原因,我们将在未来的测试中获得更多的证据。温易哲告诉记者。

另一方面,该研究还揭示了寨卡病毒对大脑发育的损害程度。基因表达测序(rna-seq)证明了这一点。研究人员将寨卡病毒植入干细胞,基因表达测序结果显示,与细胞周期相关的基因表达下调,但与细胞死亡相关的基因表达上调。这些控制细胞生长的基因的表达被破坏,这意味着细胞不能生长和形成正常的脑组织。

虽然这些体外培养的细胞模型的性能缺陷不能直接与小头畸形相关,但本研究的结果提供了一个人细胞模型,这更便于科学家研究寨卡病毒的机制,尤其是其对胚胎脑发育的影响。此外,该研究还为药物筛选提供了平台,为开发抗寨卡病毒药物铺平了道路。温说:我们将继续用这个模型研究寨卡病毒的发病机制,并利用体外微型脑模型进一步研究寨卡病毒与小头畸形的直接关系。同时,我们将利用神经前体细胞作为药物筛选的平台。

独家:华人科学家首次证明寨卡与小头症潜在关联

药物筛选是评价可用作药物的物质(样品)的生物活性、药理作用和药用价值。研究人员将向暴露于寨卡病毒的干细胞中添加不同的药物,以确定哪种药物对防止细胞感染或凋亡最有效。

在下一阶段的研究中,科学家将试图解释更多的问题,比如寨卡病毒的特异性。不同种类的寨卡病毒会对人体产生不同的影响吗?世界不同地区的人们对同一种寨卡病毒的反应会有所不同吗?所有这些问题都需要在未来的研究中得到回答。

国际社会做出了积极回应

国际社会抗击世界突发公共卫生事件的努力也在这场寨卡疫情中达到高潮。截至今年2月,全球已有15家公司参与了寨卡病毒疫苗的研发,20家公司参与了寨卡病毒的诊断测试。上个月,在华盛顿和日内瓦的吹风会上,世界卫生组织(World Health Organization)称赞全球学术界和商界对寨卡病毒的重视,称各方的行动速度远远快于应对埃博拉疫情的速度。

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美国国立卫生研究院传染病和过敏性疾病研究所所长安东尼·福西博士说:“我们研制埃博拉疫苗已经有10年了,但制药行业对此不感兴趣。”几年前我们开发了西尼罗河疫苗,但是我们找不到任何合作的制药公司。

与兹卡战斗完全是另一回事。福西博士说:我们已经有很多人自愿来找我们,包括生物医学公司和大型制药公司。世界卫生组织寨卡研究项目负责人玛丽-保罗·基尼博士在上个月的新闻发布会上说,国家卫生研究院已经在开发两种世界上最先进的寨卡疫苗。她说:寨卡疫苗的进展非常迅速,几乎每天都是一个不同的场景,而且数量日益增加。这是令人鼓舞的,我们相信通过这种方式,寨卡疫苗的大规模临床试验将在未来18个月内全面展开。

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中国也积极参与寨卡病毒的研究。几个月前,中国科学院上海巴斯德研究所成立了一个由八个研究小组组成的兹卡研究小组。通过与国际巴斯德网络系统的全方位合作,正在从病毒到疾病的诊断、疫苗和抗体研发、细胞、分子和免疫机制等多个方面开展研究工作,力争在短时间内取得突破性进展。

18个月还是18年?

由于寨卡病毒的流行是一个全球性的公共卫生紧急事件,业界乐观地认为,抗寨卡病毒的药物或疫苗有望在今年内进入临床试验阶段。然而,根据过去的经验,通常需要15到20年的时间来开发一种有效和高质量的疫苗。例如,赛诺菲花了长达20年的时间研发出一种与寨卡病毒属同一家族的登革热病毒疫苗。赛诺菲亚太R&D中心总裁蒋宁军表示:福西博士表示,nih疫苗最早将在今年年底前进入第一阶段临床试验,但他没有预测寨卡疫苗何时会大规模使用。如果没有大规模的临床试验,很难知道这种疫苗是否真的有用。

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上海巴斯德研究所的科研副主任安·张睿在接受《中国商报》记者的独家采访时说:研究病毒可能是一个非常漫长的过程,每种病毒都有其特殊性。目前,我们无法预测开发寨卡病毒疫苗需要多长时间。然而,随着信息的不断积累,它将推动研究进程。上海巴斯德研究所也将加强对寨卡病毒的研究。世界卫生组织的基尼博士也表示,很难预测寨卡疫苗何时会商业化,以及验证和测试需要多长时间。

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根据世界卫生组织的数据,自去年3月南美爆发寨卡病毒以来,仅在巴西就有150万人感染寨卡病毒。自去年10月以来,巴西的小头症病例数已增至583例,是往年任何时候的四倍多。上周五,第一例怀疑与寨卡病毒有关的小头症出现在哥伦比亚。除了被怀疑与小头畸形有关之外,Zika也被怀疑与格林-巴利综合征有关,该综合征可通过侵犯人的神经系统而导致瘫痪。

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