1966年,一名38岁的男子去了刚果的一家医院。除了年龄和性别之外,他的名字、症状等一切信息都被历史遗忘了。然而,他的一个淋巴结被收集并保存了下来。通过亚利桑那大学的生物学家Michael Worobey教授的分析[1],这名男子感染了艾滋病病毒(人类免疫缺陷病毒,HIV)。但他不会知道,他的医生也不会知道,17年后,艾滋病毒被正式发现。
通过从该组织样本中获取微小的基因片段,Worobey教授主导的研究团队几乎完全重建了HIV的基因组。这些艾滋病毒来自没有人知道它们存在的时间。这项研究有助于揭开人类史上最严重流行病之一的起源之谜。
Worobey教授表示,很难确定这些病毒的起源,它们究竟在什么时候开始攻击人类。为了这项研究,该团队耗费大约五年的时间来拼凑出一个微小的基因组。研究人员表示可能还会再做一次,但工作量太大了。
直到20世纪80年代初,一种神秘的未知综合征开始影响美国男性,艾滋病毒才被首次发现。一时间,科学家不知这些病毒从何而来,它们的传染性如何。
后来的研究表明,艾滋病毒其实是几十年前在非洲大陆上产生。科学家之所以知道这一点,是因为当病毒传播时,它们的基因会发生变化。通过比较这些变化,并估计发生速度,科学家可以回溯到艾滋病毒进化史的最开始。
艾滋病毒最有可能的起源地方——刚果的金沙萨市,估计时间是在20世纪20年代。就在那时,一只黑猩猩中的猴免疫缺陷病毒(SIV)进入了一个人的体内。在一个人口众多、宿主数量众多且不断增长的地方,这种新病毒获得了发展,最终产生了传播到世界各地。
这就意味着,在人们知道艾滋病之前,许多人肯定已经感染了艾滋病毒。他们的组织样本由病理学家采集,用化学固定剂处理,嵌入蜡中,在显微镜下检查,然后保存在抽屉里。虽然这个过程,尤其是固定剂的使用,会对构成HIV基因组的RNA分子造成了严重的影响。但这还不足以完全摧毁它们,事实证明,即使RNA在室温下被放在抽屉里50年,也能被成功提取出来。
为此,研究团队开发了提取RNA的灵敏工具,并将它们应用于金沙萨大学的1600多个组织样本中。结果只找到了一个带有艾滋病毒痕迹的样本,并耗费5年时间从病毒中提取每一个RNA片段。
研究表明,该古老样本中的病毒与C亚型艾滋病毒最为相似。C亚型是艾滋病毒最流行的病毒株,在如今非洲南部占主导地位。不过,此次发现的1966年艾滋病毒并不属于这一病毒株。它更像是一个远亲,这表明我们今天看到的艾滋病毒只是20世纪60年代金沙萨艾滋病毒多样性的一小部分。这些早期病毒中只有少数爆发,成为全球性问题。
此外,研究团队还利用1966年的样本来研究艾滋病毒的历史。结果表明,这种病毒最早出现在1896年至1905年之间,比此前的预估时间略早一些。
科学家认为,重建艾滋病毒的出现和传播过程非常重要。目前已经有6000万至1亿人感染了艾滋病毒,并且有2500万至5000万艾滋病患者已经死亡,这种苦难堪比曾经的世界大战。艾滋病毒给人类留下了最深重的伤痛,我们只有足够了解它们,才能最终战胜它们。
参考文献
[1] Sophie Gryseels, Thomas D. Watts, Jean-Marie M. Kabongo, et al., A near-full-length HIV-1 genome from 1966 recovered from formalin-fixed paraffin-embedded tissue, bioRxiv, 2019, doi.org/10.1101/687863.