病毒感染与后续脑部疾病之间存在关联

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美国国立卫生研究院(NIH)科学家的最新研究显示,常见病毒感染可能对人类大脑健康产生深远影响,从流感到水痘-带状疱疹,再到单纯疱疹,数十种不同的病毒暴露/接触与宿主数年后患阿尔茨海默病和其他脑部疾病风险升高之间存在关联。

新发现刊载于《神经元》(Neuron)杂志,由阿尔茨海默病及相关痴呆症研究中心(CARD,隶属于NIH)的数据科学家克里斯汀·莱文(Kristin Levine)和汉普顿·伦纳德(Hampton Leonard)等人主导。

作者团队分析了2个具备全美代表性的现有生物样本库项目的数据,寻找导致住院的病毒感染与6种神经退行性疾病间的联系:阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、多发性硬化症、帕金森综合征、血管性痴呆和全面性痴呆。

提供数据的项目分别追踪了芬兰和英国居民的长期健康状况,涉及约45万人。

针对芬兰居民的数据,莱文等人确定45种可能与更高神经退行性疾病风险有关的病毒暴露;之后,他们又对英国居民数据进行同类型分析,最终发现两个数据集中的22种病毒暴露存在相关风险。

这22种暴露可分为两大类:一类以病毒类型作为标签,例如前文提到的流感和单纯疱疹病毒;另一类则按“发生地”归类——感染或其有害影响发生于何处?病毒性脑炎或脑膜炎就属于此类暴露,它们可以由许多不同病毒引发,却都是发生于脑部的炎症。

值得一提的是,一部分病毒接触导致的脑部疾病风险甚至会延续至15年后。此外,病毒性脑炎与阿尔茨海默病之间的联系最密切。

这并非第一项表明病毒感染可能导致后期神经系统疾病的研究。2022年的一项工作表明,EB病毒(一种人类疱疹病毒)感染似乎是多发性硬化症的主要诱因。(详见:《科学》新发现:这种会导致残疾的病可能是由疱疹病毒引起的)

当然,这方面的大部分成果只显示感染与后期脑部疾病之间的相关性,而非直接的因果性。

我们可以肯定地说,还有其他因素使得某些人“更容易因某些病毒感染而面临某些疾病风险”。要知道几乎每个人类都在其生命某一时刻感染过EB病毒,但只有不到1%最终发展出多发性硬化症,这背后原因需要科学家深入探索。

发现第一种以病毒为食的生命形式

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动物会以很多形式吸收病毒,“误食”是其中一种。鉴于病毒富含优质“食材”,核酸、氮和磷,科学家推测,或许会有一些生物专门以病毒为食。近期,一项发表于美国科学院院报(PNAS)的新工作报道了关于“某些微生物主动以病毒为食”的证据。

根据作者团队说法,他们发现的可能是有史以来首个有记录的“食病毒生物”(virovore),另外除了它,可能还存在许多爱吃病毒的生物,比如,我们是否能找到食用有害病毒的生物?

作者团队以生态学和进化学专家约翰·德隆(John DeLong)为首,来自美国内布拉斯加大学林肯分校。他们大概是第一组调查吃毒食者的学者了。

早期工作让德隆等人熟悉了氯病毒(chlorovirus)。该病毒在淡水中大量存在,能感染绿藻。他们猜测,某些水栖生物会否把病毒作为自己的能量来源呢?

为验证假设,德隆和同事收集池塘水样本,然后向水中加入尽可能多的不同类型的微生物,最后将大量氯病毒引入水里,并等待一天,再观察有无变化。

通过实验,他们发现了Halteria,一种单细胞原生动物,似乎以氯病毒为食。

Halteria存在时,不仅氯病毒种群数量减少,而且原生动物数量同时增加,这表明后者正将前者用作能量来源。当氯病毒不存在了,Halteria也难以生长。

当研究团队在氯病毒入水前用绿色荧光染料对其DNA作标记后,他们清楚看到Halteria的“胃”也跟着亮了起来。

德隆等人估计,一个小池塘里的Halteria每天能吃掉多达10万亿个氯病毒——它们就像其他以细菌和藻类等为食的微生物那样有效地摄取氯病毒。

此项新发现可能具有重要意义。众所周知,氯病毒在其淡水环境中发挥着不可或缺的作用,因为它们会循环利用碳和其他营养物质,从而有效阻止这些物质提供的能量到达其他更大型的生命形式。但如果有生物正在吃掉氯病毒,然后又被更大生物吃掉,那么原本循环利用的营养和能量或许会向食物链更上层移动。

德隆说道:“如果这种情况以我们认为可能的规模发生,它应会彻底改变人们对全球碳循环的看法。”

培育出天然阻燃棉花

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美国农业部的科学家培育出一种新型阻燃棉花,能在遇到火焰后自行熄灭。

研究团队使用来自10个不同亲本品种的等位基因培育了10个棉花品种,并将每一种制成织物,对其进行燃烧测试,最终发现其中4种能够完全自熄。这项新成果刊载于PLOS One杂志。

论文作者之一、棉花研究专家布赖恩·康登(Brian Condon)表示:

新得到的这些阻燃品系为开发商业产品提供了机会。我们有望生产使用安全性更高的棉花产品,同时减少常规化学阻燃剂对经济和环境的影响。种植者、生产者和消费者都将受益匪浅。

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燃烧测试表明,用新型阻燃棉(下方)制成的纺织品可以自行熄灭火焰

通过对现有棉花品种的基因组分析,康登和同事发现有几个基因似乎与阻燃性相关联。这些基因可组合构成对应不同程度阻燃性的表型。这里的阻燃性在论文中被称为“热释放能力”(heat release capacity)——热释放能力越低,阻燃性越强。

另外两名团队成员,约翰尼·詹金斯(Johnie Jenkins)和杰克·麦卡蒂(Jack McCarty),利用11个非阻燃棉花品种培育出10个不同热释放能力的新品种。之后,康登等人将新品种制成的织物以45度角放置,进行燃烧测试,测试显示4种具备最低热释放能力的新品种在暴露于火焰后能够自行熄灭。

目前,我们主要通过使用降低材料点燃能力的化学品,即阻燃剂,来使织物阻燃。从1970年代开始,大量织物都被添加阻燃化学品。虽然一部分现已撤出市场,但残留化学物质不易分解,在人类和动物体内累积,可能导致内分泌紊乱、生殖毒性甚至癌症。这些阻燃棉花的应用有望令纺织行业发生重大变革。

资料来源:

Large Study Finds Link Between Viral Infections and Future Brain Illness

Scientists Discover First Lifeform Known to Eat Viruses

Researchers Breed Naturally Flame-Resistant Cotton

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