研究人员绘制了麻疹病毒如何在人脑中传播的地图

梅奥诊所的研究人员绘制了麻疹病毒是如何在一个死于一种罕见的致命脑部疾病的人的大脑中变异和传播的。研究人员说，这种疾病是麻疹病毒的一种并发症，随着麻疹在未接种疫苗的人群中重新出现，可能会出现新的病例。

利用最新的基因测序工具，梅奥诊所的研究人员重建了一组病毒基因组如何在人类大脑中定居。病毒获得了明显的突变，促使病毒从额叶皮层向外扩散。

“我们的研究提供了令人信服的数据，显示了病毒RNA如何在人体器官中突变和传播——在这种情况下是大脑，”梅奥诊所病毒学家罗伯托·卡塔尼奥博士说，他是《公共科学图书馆·病原体》新研究的共同主要作者。“我们的发现将有助于研究和理解其他病毒如何持续存在并适应人类大脑，从而导致疾病。这一知识可能有助于产生有效的抗病毒药物。”

什么是麻疹?

麻疹是最具传染性的疾病之一。麻疹病毒感染上呼吸道，它利用气管或气管作为蹦床，通过感染者咳嗽或打喷嚏时分散的飞沫发射和传播。

卡塔内奥博士率先研究了麻疹病毒如何在全身传播。

大约40年前，他第一次开始研究麻疹病毒，并对一种罕见的致命性脑部疾病着迷，这种疾病被称为亚急性硬化性全脑炎(SSPE)，每10000例麻疹病例中约有1例发生这种疾病。麻疹病毒在初次感染后可能需要5到10年的时间才能变异并扩散到整个大脑。这种进行性神经系统疾病的症状包括记忆丧失、癫痫发作和行动不便。卡塔内奥博士研究了SSPE好几年，直到越来越多的人接种了麻疹疫苗，这种致命的疾病几乎消失了。

然而，由于疫苗犹豫和错过疫苗接种，麻疹正在卷土重来。根据美国疾病控制和预防中心(CDC)最近的一份报告，在2019冠状病毒病大流行期间，数百万儿童未能接种麻疹疫苗，这导致2021年全球麻疹病例估计比2022年增加18%，麻疹死亡人数增加43%。

“我们怀疑SSPE病例还会再次上升。这是可悲的，因为这种可怕的疾病可以通过接种疫苗来预防。但现在我们可以用现代的基因测序技术来研究SSPE，并对它有更多的了解，”该研究的共同主要作者、梅奥诊所生物医学科学研究生院的五年级博士生Iris Yousaf说。

卡塔尼奥博士和优素福通过与疾病预防控制中心的合作获得了一个独特的研究机会。他们研究了一个人的大脑，这个人小时候感染过麻疹，几年后成年后死于SSPE。他们研究了来自大脑不同区域的15个样本，并对每个区域进行了基因测序，以拼凑出麻疹病毒如何变异和传播的谜团。

研究人员发现，麻疹病毒进入大脑后，它的基因组——病毒的全套遗传物质——开始以有害的方式发生变化。基因组复制，产生了其他略有不同的基因组。然后，这些基因组再次复制，产生了更多的基因组，每个基因组都略有不同。病毒多次这样做，产生了不同基因组的种群。

卡塔尼奥博士说:“在这个人群中，两个特定的基因组具有一系列特征，这些特征共同促进病毒从感染的初始位置——大脑的额叶皮层——扩散到整个器官。”

这项研究的下一步是了解特定的突变如何促进病毒在大脑中的传播。这些研究将在培养的脑细胞和被称为类器官的类似大脑的细胞群中进行。这一知识可能有助于创造有效的抗病毒药物来对抗病毒在大脑中的传播。然而，疾病晚期的药物干预具有挑战性。通过接种麻疹疫苗预防SSPE仍然是最好的方法。