早期组织样本残留HIV痕迹

发布时间：19年10月25日

编译凌寒

为了解这种病毒的历史，一个研究小组致力于从人们还不知道这种病毒存在的时候开始重建它的基因组。

1966年，一名38岁的男子来到了现刚果民主共和国的一家医院。除了年龄和性别以外，他的名字，他的症状以及他的一切都已经被遗忘在了历史的长河中。但是他的一个淋巴结被收集并保存了下来。通过对该淋巴结的分析，由亚利桑那大学的迈克尔·乌罗贝（Michael Worobey）领导的一组研究人员表示，这名男子感染了HIV——可导致艾滋病的病毒。然而，这名男子不会知道，他的医生也不会知道。17年后，HIV正式被发现。

通过从该组织样本中获取微小的基因片段，乌罗贝的团队几乎完全重建了HIV的基因组，而在此之前，甚至没有人知道它的存在。这项工作有助于充实人类历史上最重要的一种流行病起源的故事。“没有其他方法来检验这些关于人类有史以来最重要的传染病之一的起源的重要推断，”乌罗贝说，他花了大约五年的时间试图拼凑出那个微小的基因组，“回顾性研究中，我们可能还会再做一次，但是工作量大得不得了。”

直到20世纪80年代，一种神秘的新型综合征开始影响到美国男性，HIV才被发现。它似乎不知从何而来，但是实际上几十年前它就在一个遥远的大陆上产生了。我们知道这一点是因为随着病毒的传播，它的基因会发生变化。通过比较这些变化并估计它们发生的速度，科学家们可以追溯到HIV病毒进化史的最前端。

最有可能的发源地：喀麦隆南部。估计的时间点：20世纪20年代。就在当时，当地一种黑猩猩病毒感染了某个不幸的人，然后进入了现在被称为金沙萨的城市。在一个人口众多、宿主数量巨大的发展中心，这种新病毒获得了一席之地，最终在世界各地蔓延滋生。

这段漫长的历史意味着，在人们知道是什么使得他们生病之前，许多人肯定已经感染了HIV。病理学家采集了他们的组织样本，用化学固定剂处理，包埋入石蜡中，在显微镜下检测（可能无济于事），然后储存在抽屉里。这个过程（尤其是固定剂）对构成HIV基因组的RNA分子造成了可怕的影响，“但还不足以完全破坏它们，”乌罗贝告诉我，“事实证明，即使样本在室温下被放置在抽屉里50多年，你也可以将其中的RNA提取出来，即使金沙萨的室温很暖和。”

但是由于当时HIV还没有被发现，所以很难判断哪个旧样本可能含有病毒的痕迹。找到这些痕迹简直就像大海捞针。因此，尽管在HIV被发现之前进行了20年的搜寻，科学家们却只在金沙萨发现了两次HIV的蛛丝马迹也就情有可原了。一次是洛克菲勒大学的大卫·何（David Ho）在1959年的血液样本中发现了HIV；另一次是乌罗贝在1960年的一个淋巴结中发现了HIV。

在这两例发现中，病毒的RNA残留量已经微乎其微——只占总量的1%。这些碎片已经足以证明HIV在被发现之前的几十年就在已经在金沙萨传播，同时也足以勾勒出该病毒历史的轮廓。但由于零散的证据可能会误导人，乌罗贝想要获得一个完整的历史性基因组。

他的同事索菲·格里塞尔斯（Sophie Gryseels）和汤姆·沃茨（Tom Watts）开发了更灵敏的提取RNA的工具，并将它们应用于金沙萨大学保存的1 600多个组织样本中。他们只找到了一个带有HIV痕迹的样本，并花了5年时间尽自己所能从样本中提取每一个RNA片段。“你可以利用非常复杂的进化模型来追溯历史上发生了什么，但它们仍然只是模型而已，” 格里塞尔斯告诉我，“利用古老的遗传物质，你可以看到它们真实的样子。”

这种古老的病毒与c亚型的病毒最为相似，c亚型是HIV最流行的谱系，也是如今在非洲南部占主导地位的HIV谱系。但1966年的病毒并不属于这一群体。它更像是一个远房表亲，这表明我们今天看到的HIV只是20世纪60年代金沙萨HIV综合多样性的一小部分。这些历史性病毒中只有少数爆发，成为全球性问题。

“我们为什么会对化石感兴趣？因为它们讲述了一个故事，”佩雷尔曼医学院研究HIV进化的比阿特里斯·韩（Beatrice Hahn）说道，“这个HIV‘化石’也不例外。这是进化之谜中的重要一环。”

研究小组还利用1966年的样本来核实他们与其他人通过观察现代病毒收集到的HIV的历史。令人欣慰的是，这种说法基本上是正确的。研究小组估计，这种病毒最早出现在1896至1905年之间——比其他人的计算时间略早一些，但都是在正确范围之内。如今的HIV似乎是其过去的一个良好指示器。

病毒并不总是这样。当研究人员发现青铜时代乙肝病毒的踪迹时，他们发现这种病毒的进化速度只是所有人想象的1/100，这从根本上修正了对其起源的估计。即使是SIV——可感染黑猩猩的HIV的表亲——在遥远的过去和近代史上的进化速度也各不相同，因此很难弄清它是什么时候出现的。相比之下，HIV则更为稳定。“这非常令人振奋。”乌罗贝说。

花大量时间去学习那些你所知道的差不多正确的东西，似乎并不能令人多么兴奋，但科学正依赖于这样的工作。没有它，整座科研大厦就只能建立在摇摇欲坠或根本不存在的基础上。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的贝蒂·考博（Bette Korber）说，这项研究“令人钦佩”，“HIV出现和传播的重建非常重要。”考博率先进行了这样的重建：她利用自己和其他人（包括乌罗贝的团队）反复使用的一个基因数据库，对HIV的起源日期做出了首个像样的预估。她指出，有6 000万至1亿人感染了HIV，2 500万至5 000万人已死亡，HIV造成的苦难堪比曾经的世界大战。“HIV给整个人类留下了最深重的伤痛。”她说道，“这是人类经历的一部分。我们需要理解它。”

乌罗贝补充说，如果没有几十年前收集相关组织样本的刚果病理学家的辛勤工作，这是不可能实现的。他们的名字不为人知，甚至他们现如今的同行也可能被忽视。“他们经常不被赏识，”乌罗贝说，“它们不仅能帮助与你直接交流的医生，还在保存这些组织方面发挥着至关重要的作用，这些组织现在正在帮助我们弄清这种重要病毒的真实历史。”