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寨卡病毒导致小颅畸形的证明

2017-07-07 许执恒 悦智网

2015年年中以来,一种名叫“寨卡”的病毒在南美洲爆发并在全球范围内播散蔓延。其中,我国也已发现多例寨卡病毒感染病人。寨卡病毒属黄病毒科(Flaviviridae),黄病毒属(Flavivirus),单股正链RNA病毒,是一种通过蚊虫进行传播的虫媒病毒。

“寨卡”病毒是一种通过

蚊虫进行传播的虫媒病毒

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小颅畸形是指小儿头颅狭小呈锥形,颜面相对较大;有这种疾患的小儿,头顶小而尖,故又称之为小头畸形。小颅畸形是因为婴儿在子宫或者婴儿期大脑发育异常,从而导致头部明显变小。患有小颅畸形的婴儿在生长发育过程中大脑发育明显异常,智力发育显著迟缓,有的患儿会出现癫痫、运动障碍、语言障碍及行为异常。

小颅畸形是一种罕见的儿童疾病,但是从2015年3月到2016年3月,随着寨卡病毒疫情爆发,巴西有6000多名婴儿被诊断患有小颅畸形,和往年相比高出了20倍,而这些婴儿的母亲大多感染了寨卡病毒。寨卡病毒感染还会引发神经和自身免疫系统并发症,如格林-巴利综合征,这是一种严重的神经系统疾病,能导致患者瘫痪甚至死亡。

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那么,寨卡病毒是不是导致新生儿小颅畸形的罪魁祸首呢?孕妇感染寨卡病毒又是怎样影响了胎儿的脑发育呢?

中国科学院遗传与发育生物学研究所许执恒课题组(以下简称中科院团队)和军事医学科学院秦成峰课题组(以下简称军事医学科学院团队)合作,成功构建寨卡病毒感染胚胎期的小鼠模型,首次证实了寨卡病毒感染直接导致小颅畸形。他们的研究发现寨卡病毒可以在胚胎小鼠脑内有效复制,并且感染的小鼠表现出脑腔扩大、皮层变薄的表型,这和小颅畸形的病人临床表现是一致的。

军事医学科学院团队在国内首先成功地从感染病人体内分离出一株寨卡病毒亚洲株系。中科院团队利用小白鼠建立感染模型,将寨卡病毒通过显微注射方式注入胎鼠的侧脑室,检测到病毒在小鼠脑内可以大量复制增殖。寨卡病毒主要感染神经干细胞,阻碍其正常增殖、分化,并引起神经细胞的凋亡。

在胎儿的大脑发育过程中,神经干细胞正常的增殖、分化、迁移,对大脑的构建至关重要。寨卡病毒在小鼠脑内经过5天的复制增殖后,整个大脑皮层的神经细胞绝大部分都被病毒感染,感染病毒的小鼠脑腔明显扩大,皮层变薄,整个鼠脑体积变小。利用小鼠模型可以解释寨卡病毒在胎儿的发育中造成的影响,从而确证寨卡病毒感染是直接导致小颅畸形的元凶。

寨卡病毒

中科院团队不仅成功建立了寨卡病毒体内感染模型,而且通过全基因组表达谱分析,发现了大量与免疫、小颅畸形、寨卡病毒的潜在受体及细胞凋亡相关的基因出现明显异常,为进一步研究“寨卡病毒导致小颅畸形”的机制奠定了基础。同时,寨卡病毒感染体内模型的建立,将会推动寨卡病毒治疗药物筛选的进程。

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目前,寨卡病毒感染导致小颅畸形已被多名科学家带领的课题组证实。据报道,寨卡病毒感染除引起小颅畸形外,还能引起其他的神经系统先天性异常,包括颅面不相称、痉挛状态、癫痫、易怒、中枢神经受损和先天失明等,头颅部影像学检查可见脑钙化。有些婴儿虽然头围正常,但仍有神经系统异常的表现。此外,还有影响胎儿泌尿系统、心脏和消化道的发育的报道。为了将寨卡病毒引起的小颅畸形进行区分,2016年6月3日,世界卫生组织专门对寨卡病毒引起的新生儿小颅畸形进行了定义,将其正式命名为“先天性寨卡病毒相关综合征”。

时至今日,针对寨卡病毒的治疗并无有效方案。全球寨卡疫情虽然得到了一定控制,但疫苗和药物的研发仍然是现在研究寨卡病毒的科学家们的重要任务。全球至少30家机构及公司正在研发寨卡疫苗,来自美国与韩国的两种寨卡疫苗已进入第一阶段临床试验。寨卡病毒疫苗研发是一项具有挑战性的工作,黄病毒属的其他几种病毒有些已有批准的疫苗,有些虽进行了多年的研发,但尚没有批准的人用疫苗。孕妇或者计划怀孕的女性依然应避免前往寨卡病毒仍在传播的国家和地区。在病毒传播地区的人群,要做好防蚊虫的措施,如有症状,尽快就医。

致谢:感谢国家国际科技合作专项“神经退行性疾病的基础和临床应用研究”(项目编号:2013DFA319900)的支持。

专家简介

许执恒:中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员。 

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