台灣的狂犬病毒最近證實除了本來的宿主鼬獾之外還能跨種傳染給錢鼠這件事本身暫時還没什麼好擔心的真的恐怖的是背後可能隱藏的訊息。

錢鼠  

中山大學顏大大教授的文他是大大的話我只是ㄉㄉ  錢鼠染狂犬病!會很糟糕嗎?

 

嘿嘿,本文受到大大認證:

顏大大認證  

https://www.facebook.com/shenhornyen/posts/4520923239515

 

一種病原體出於自身的結構與生理特徵能感染的宿主一定是有限的範圍不可能每種生物都能感染例如禽流感病毒通常只能感染鳥類不會感染人類。假如禽流感病毒演化出感染人類的跨種感染能力很容易變成嚴重的傳染病問題。狂犬病毒也有跨物種感染的例子例如這篇美帝的論文(Kuzmin et al., PLoS Pathogens, 2012)研究的就是"Multiple Host Shifts of Rabies Viruses from Bats to Mesocarnivores"也就是"本來感染蝙蝠的狂犬病毒多次發生宿主轉移變成可以感染中型肉食性動物"

 

在中國也發生過本來感染狗的狂犬病毒演化出可以感染給鼬獾的宿主轉移並有多篇論文。這些研究用的證明方法在前文有稍微介紹這篇文章我想更全面完整的介紹中國對鼬獾型狂犬病毒的宿主轉移研究。了解這些問題的價值在一來得知病毒的來歷對防疫或是公衛有直接的幫助二來了解病毒的結構與改變對疫苗開發有潛在的影響三來就是學術上的進展。

狂犬病毒的演化親緣關係

 

* 研究狂犬病毒親緣關係的基因與方法選用

 

首先簡介狂犬病毒的基因組(genome)。狂犬病毒是RNA病毒基因組不大只有大約12 Kb 的長度(一萬兩千個核苷酸長)上頭帶有L、G、M、P和N共5個基因如下圖:

rabies virus genome

 

這5個基因會產生蛋白質最後組合成病毒的結構

rabies virus structure  

 

以上兩圖取自 Schnell et al., Nature Reviews Microbioogy, 2010

 

所謂A病毒株和B病毒株的相似度(homology)是90%比較的對象就是整段病毒12 Kb的基因組(把A和B病毒株的序列排排站比較差多少)。但在親緣關係的判斷上並不需要用到整段的基因組而是只使用某個基因來建立不同病毒株間的演化關係選用哪個基因是一門學問。

 

決定狂犬病毒的親緣大部份使用的基因是G和N兩個基因G基因的產物是包在病毒外面的glycoprotein(糖修飾蛋白)N基因的產物是位於病毒比較裡面的nucleoprotein糖化修飾蛋白因為會影響病毒與宿主的親和性和感染力所以理論上變化較大nucleoprotein因為和病毒的RNA綁在一起需要相對穩定的結構所以理論上變化較小。

 

例如前文的中國論文(Ming et al., Journal of General Virology, 2010)就是使用"G基因"來畫樹。畫演化樹時使用的方法也很重要現在最流行可靠性也比較夠的方法主要有三種:"maximum likelihood"、"maximum parsimony(MP)"和"Bayesian"這三款方法做出來的親緣關係是比較可信的。然而另一種以前常見的方法雖然很快現在卻認為不夠可靠因此不常用來做親緣鑑定就是"neighbor joining(NJ)"這些在顏大大這篇文章也有提到這篇文章寫的太厲害惹點點命中而且面面俱到(不過我覺得用"XX型"代表"從XX動物取得"沒什麼不好,解釋清楚就好):

基因比對是什麼?比什麼?怎麼比?

 

** 確認鼬獾的狂犬病毒來自狗狗

 

最近的一個系列有關中國鼬獾型狂犬病毒親緣關係的論文最早一篇是2009年發表的(Zhang et al., Emerging Infectious Diseases, 2009)這篇提到過去二十年內全中國一共發生過三次鼬獾的狂犬病流行這篇論文鑑定的是下表的狂犬病毒間的親緣關係其中粗體字的"ZJ-LA"那排、就是取自鼬獾(ferret badger)的樣本:

ferret badger type rabies virus in China

 

這篇論文分別使用G基因和N基因建立演化樹下圖左邊是N基因右邊是G基因方法是可靠的maximum likelihood。

phylogenetic tree of  rabies virus in China  

 

結果顯示兩棵樹雖略有不同但來自鼬獾的"ZJ-LA"都和一堆來自狗的病毒株關係最親近而和其他蝙蝠或人的病毒關係較遠。這個分析證明了中國鼬獾型狂犬病毒是來自於狗而非其他生物(蝙蝠、人、水牛、鼠)。以下為局部大圖給視力不好的人看:

 

ferret badger type rabies virus tree by N gene  

N基因

 

ferret badger type rabies virus tree by G gene  

 G基因

 

*** 病毒宿主如何從狗轉移變成鼬獾

 

知道鼬獾的狂犬病毒是來自於狗狗下一個問題是為什麼宿主可以轉移?哪些病毒上的改變造成宿主轉移?隔年一篇論文提供了一個可能解釋(Zhang et al., Virus Research, 2010)其實這兩篇論文是同一個團隊做的。

 

這篇論文首先取樣了更多鼬獾的狂犬病毒使用與前篇論文類似的方法再度確認親緣關係只是這裡改用neighbor joining來畫樹雖然NJ法没那麼準確但既然已經知道鼬獾型狂犬病毒是來自狗這裡的主要目的是把病毒大致分類改用速度最快的NJ法就會是相對好用的策略:

 phylogenetic tree of  rabies virus by N gene  

N基因建立的演化樹因為取樣更多所以樹比前一篇論文的大棵。

 

phylogenetic tree of  rabies virus by G gene  

G基因建立的演化樹因為取樣更多所以樹比前一篇論文的大棵。

 

一共有7個鼬獾樣本其中5個N基因和G基因都有採用剩下2個樣本各自用在N基因和G基因所以兩棵樹上都有6個鼬獾樣本也就是藍色線那5個與紅色線那1個。

 

樣本夠多就可以做基因功能的分析。藍色6株鼬獾的狂犬病毒和狗的狂犬病毒沒什麼顯眼的差異但紅色那株很特別它和狗的差異如下:

critical point mutation of rabies virusi in ferret badger  

 

大意是,來自鼬獾的病毒的G基因上有一個關鍵突變可能會影響G蛋白的功能另外還有五個amino acids改變是所有狗狗的狂犬病毒都没發生過的,這些改變能造成病毒毒性增加

 

這篇論文的價值是,找到一株鼬獾狂犬病毒上,帶有數個G蛋白突變,但不確定這些改變是宿主轉移之前或之後發生的假如是之前發生這些關鍵突變就有可能是造成宿主轉移的原因使本來感染狗狗的狂犬病毒獲得感染鼬獾的新能力。但由於方法的限制因此沒辦法很確定狂犬病毒間的親緣關係。

 

這篇論文對現在台灣疫情的幫助在於:至少由此論文可以得知中國鼬獾型狂犬病毒擁有這些突變。我們可以優先比較台灣的鼬獾型狂犬病毒的G基因看看有沒有和中國鼬獾一樣的突變假如沒有,有兩個可能:其一台灣的鼬獾病毒是本土演化出來,而非來自中國(例如透過走私),其二是這株病毒也許來自中國尚未採樣到的新型鼬獾病毒或是屬於藍色線那群的鼬獾。假如台灣和中國的鼬獾狂犬病毒有一樣的突變這時就要考慮兩個可能:一台灣的病毒確實來自中國中國和台灣獨立演化出一樣的結果。(我個人偏向可能一因為台灣長久下來都沒有本土病毒就算有應該也很少要突變出新種的機率比較低)

 

另外世界首次發現能被狂犬病感染的錢鼠也要做一樣的分析先鑑定病毒的親緣關係再比較基因與蛋白質序列尋找可能的改變一來了解病毒的來歷才能有正確的應對措施二來蛋白質結構會影響疫苗的效力有相關資訊才能提早預防疫苗可能的失效。

 

然而這篇論文也告訴我們並非所有鼬獾型狂犬病毒都有什麼明顯又合理的突變像藍色線那些鼬獾的病毒就和狗的找不到明顯的差異(不可靠的NJ法顯示中國鼬獾的狂犬病毒可能不只一個起源,7株病毒分別來自江蘇江西和浙江省三個鄰近省份,其中藍色線的6個被歸為一群,唯一和別人不一樣紅色線的JX09-17來自江西,但江西還有其他3個樣本卻和其他兩個省的3個樣本同源這在台灣的鼬獾與錢鼠的病毒上也都有可能發生宿主轉移有的時候原因很謎(狂犬病毒本來就可以跨多個物種傳染,再多一種也未必需要什麼明顯的改變)。不論如何多一分正確的資訊都對我們有多一分的幫助。

 

鼬獾的狂犬病毒相關資訊並不多引用2009年那篇論文的後續論文,我全都大致看過一次,只有2010年這篇有做突變分析。有人問,為什麼"基因定序"都出來了,卻還不知道狂犬病毒為什麼能跨種轉移?事實上,所謂"基因定序"其實只是"基因組定序"就是知道病毒的RNA長怎樣,然而要知道基因的功能變化,"定序"只不過是第一步。

 

在定序完成後,下一步是釐清病毒間的親緣與地緣關係,為什麼要釐清這個?因為我們要知道該比較的對象是誰,才知道到底發生了哪些改變。假如台灣鼬獾的病毒是來自中國的鼬獾,我們就要用中國鼬獾和中國狗的序列來比較;假如是來自菲律賓的狗,就要用菲律賓狗的序列來比較。否則假如拿巴西蝙蝠的病毒來比較,就是錯誤的:一來,巴西蝙蝠不太可能跑來台灣,沒接觸就不可能有傳染機會,二來,兩者的病毒差異太大,中間還有很多別的病毒株,演化一定是一步一步來,所以改變必需跟最接近的比,比更遠沒有意義。

 

知道比較的對象之後,再來就是把大家的基因對齊,比較序列的差異,同時也要加入關係比較遠的病毒(例如巴西蝙蝠)作為對照,這也是2010年這篇論文的作法。然而,很多時候序列的改變,並不會影響病毒表現,因此要更進一步確認基因改變對致病力的影響,就需要實際用實驗測試,像這篇論文就用了老鼠來實驗,發現那些突變確實讓病毒的毒性增強,所以才能下後來的結論。總之,研究這類問題需要一系列嚴謹的專業步驟,不一定多快,也不一定會有結果。

 

以上就是對於病毒ㄈㄈ尺基本的介紹,希望能增進各位讀者的知識。

 

有關台灣這次基因定序與親緣關係鑑定的結果,請看下文:

狂犬病毒的基因定序與親緣分析

 

更詳細了解病毒可以看促性素大大的文:

有人說狂犬病毒並不可怕,這是真的嗎?

 
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網路艦長日誌 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(8) 人氣()


留言列表 (8)

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  • 關校稿魚
  • 阿凸:

    看完了,在網摘前跟你講一下,標題的頓號其實用冒號比較正確,也就是「狂犬病毒的浪漫ㄈㄈ尺之旅:從狗狗到鼬獾」。

    發現你很喜歡用頓號耶,但下面這段的標點符號~

    這篇論文對現在台灣疫情的幫助在於、至少由此論文可以得知、中國鼬驩型狂犬病毒擁有這些突變、我們可以優先比較台灣的鼬驩型狂犬病毒的G基因、看看有沒有和中國鼬驩一樣的突變、假如沒有、那麼就能先排除台灣的鼬驩狂犬病毒是來自中國的可能(例如透過走私)、而推論台灣的鼬驩病毒是本土演化出的結果。

    應該是改成這樣才對,引號的「從」是我另加的,語句會更順:

    這篇論文對現在台灣疫情的幫助在於:至少由此論文可以得知,中國鼬驩型狂犬病毒擁有這些突變,我們可以優先比較台灣的鼬驩型狂犬病毒的G基因、看看有沒有和中國鼬驩一樣的突變。假如沒有,那麼就能先排除台灣的鼬驩狂犬病毒是來自中國的可能(例如透過走私),「從」而推論台灣的鼬驩病毒是本土演化出的結果。
  • 關校稿二魚
  • 其實開頭那段也是,頓號都應該是逗點啊......

    台灣的狂犬病毒,最近證實除了本來的宿主鼬獾之外,還能跨種感染給錢鼠,這件事本身暫時還没什麼好擔心的,真的恐怖的是背後可能隱藏的訊息。
  • 獾?驩?…
  • 這…嗯…I see…
  • 眼花選錯字, 感謝指正

    網路艦長日誌 於 2013/08/03 17:20 回覆

  • frenk
  • 借我引用 很多 人們 動保團體
    都是錯誤觀念 希望能灌輸正確觀念!
    感激~~
  • 不過我的東西好像沒什麼實用價值 XD

    網路艦長日誌 於 2013/08/04 00:45 回覆

  • 訪客
  • 對錢鼠來說超糟糕的呀,你不覺得嗎?
  • 可能只有那一隻倒楣被咬而已, 至少還沒發現第二隻

    網路艦長日誌 於 2013/08/04 02:30 回覆

  • Seventenn
  • ㄉㄉ認證的protrusion!!!

    笑翻XDD
  • 這和騎士封人為騎士好像喔 XD

    網路艦長日誌 於 2013/08/09 20:10 回覆

  • 聖兔
  • 千羽的留言配上頭像那一句超好笑loooool
  • 蒙太奇!

    網路艦長日誌 於 2013/08/09 20:09 回覆

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