天花疫苗接種工具再現病毒歷史

2020-12-17 中國生物技術網

科學家研究美國南北戰爭中用於製造天花疫苗的病毒株。 圖片來源:Alamy Stock Photo

一項7月20日發表於《基因組生物學》的研究顯示,美國南北戰爭時期用於天花疫苗的病毒菌株已被鑑定出來,其基因組也被重建。

「接種疫苗成功根除天花的事實表明,這種做法在人類歷史上至關重要。」論文通訊作者之一、在加拿大麥克馬斯特大學領導研究團隊進行天花疫苗研究的Ana Duggan表示。

據《新科學家》報導,天花是由天花病毒引起的,約有30%的致死率。1980年,經過全球一致的疫苗接種努力,天花被正式根除。

早期預防天花的措施包括使人們感染相關病毒,患上一種相對溫和的疾病,從而使他們接種能對抗天花病毒的疫苗。這通常是通過將感染的膿液或瘡痂塗在皮膚的傷口上完成的,這個過程被稱為天花接種。

Duggan和同事從美國南北戰爭時期的疫苗接種工具中收集了基因材料,以確定當時用於天花疫苗接種的毒株。他們分析了博物館收藏的5個疫苗接種工具,後者在19世紀中期到19世紀末被費城地區的醫生使用過。

這些試劑盒裡裝有手術刀、用來裝瘡痂的錫盒和用於混合從感染者水皰中收集液體的小玻璃板。通過分析4種試劑盒中的瘡痂和水皰物質,研究團隊重建了所有病毒的基因組。在一個沒有生物物質直接證據的試劑盒中,研究人員將一個錫盒浸泡在含有一種酶的溶液中,這種酶能在不破壞盒子的情況下收集病毒碎片。

被鑑定出的全部5種病毒都是牛痘病毒的毒株,它們與天花是遠親關係,是導致牛痘的病因。沒有一個病毒的遺傳物質是完整的,這意味著其沒有傳染性。在計算機算法的幫助下,以完整牛痘病毒基因序列作為參考,研究小組像拼拼圖一樣,將病毒片段拼合在一起。

「之前發現的20世紀40年代到70年代的天花菌株都非常相似,儘管它們分布在全球。」Duggan說,「幾乎可以肯定的是,20世紀菌株多樣性的減少是廣泛接種疫苗造成的。」

Duggan認為,這項研究展示了在天花被根除之前,近200年裡人們在接種疫苗方面所付出的努力。

相關論文信息:https://doi.org/10.1186/s13059-020-02079-z

來源:中國科學報

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