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登革热:科学家命名病毒

科学家在绿光下使用培养皿

传统上,病毒以它们首次发现的地点或动物来命名。现在,科学家们正试图给病毒命名的混乱带来秩序。登革热是一种有其他名称的病毒,为什么科学家要重新命名病毒?

在16世纪的最后几十年,医生开始报告世界各地爆发了一种新的传染病。在费城、波多黎各、爪哇和开罗,人们正在经历一种以发烧和剧烈疼痛为特征的疾病遍布整个身体,他们称之为“断骨热”(或拉丁美洲的“quebrantaHuesos”)。

大约30年后,即1801年,马德里爆发了一场疫情,当时的西班牙女王玛丽亚·路易莎·德·帕尔马(MaríaLuisadeParma)也感染了这种疾病。在她康复后写的一封信中,女王描述了她的一些症状,并用我们今天更熟悉的名字来称呼这种疾病——登革热。

“我感觉好多了,因为时尚界的寒冷,他们称之为登革热,”她写道。“从昨天开始,我就流了一些血,这让我很不舒服,说话一段时间后,喉咙就痛。”

现在我们知道登革热是由四种密切相关的病毒属于黄病毒组。它们通过特定种类的蚊子传播,埃及人的神庙和白纹伊蚊在世界热带和亚热带地区.任何地方都可能发生疫情这些昆虫是自然发现的并且会影响很多人。2024年前四个月,超过760万登革热病例,并向世界卫生组织(WHO)报告了3,000人死亡,超过了2023年全年报告病例650万例。到2024年7月开始,世界卫生组织全球登革热监测系统全球报告了960万例病例(有记录以来的最高发病率)和5,366例死亡。2023年,世界卫生组织收到报告称,有7,300人死于登革热。

近五年来该病发病率迅速上升气候变化和厄尔尼诺气候模式带来更温暖、更湿润的环境,使携带病毒的昆虫得以生存传播到新的领域并扩大了疾病的传播。

该病毒被发现是在90个国家积极传播2024年,与31个国家报告的病例数高于平常。美洲的病例增幅最大,美国疾病控制与预防中心(CDC)于2024年6月发布了有关该病例的健康警报美国登革热病毒感染风险增加。

但登革热如何得名的故事让我们深入了解病毒命名的有趣且往往相当随机的世界。许多病毒因其症状而得名,而另一些病毒则因症状而得名。以地点命名和甚至动物其他词的词源已经消失在时间的迷雾中。由于强大的分析技术使其更容易识别病毒,已知的列表病毒正在迅速增长。作为回应,科学家们正试图从混乱中建立一些秩序,开发系统命名系统这使得在新病毒出现时更容易对其进行识别和分类。

目前有14,690种已知病毒已被正式分类,但科学家们并不清楚世界上存在多少种不同的病毒。例如,据估计,仅哺乳动物就携带320,000种病毒,而最近另一项关于人类肠道的研究发现140,000个噬菌体–一种感染细菌细胞的病毒。

大约已知有270种病毒可感染人类但随着由Sars-CoV-2、寨卡病毒和Mpox等病毒引起的新传染病的出现,这个名单也在不断增加。

登革热这个名字的确切起源有点不确定,但它与症状有关。感染者感觉他们的骨骼和肌肉正在僵硬,这使得运动变得痛苦和尴尬。一种理论认为登革热可能源自该疾病的斯瓦希里语术语的西班牙语版本,基登加恶魔,这意味着突然被邪灵追上。或者,它可能来自人们的方式在加勒比地区发音为“dandy”,该疾病最常见的地方,或西班牙语的对应词“听”,参考患有这种疾病的人步态僵硬、不协调.

后者似乎是描述一种相当令人讨厌的疾病的一种有点快活的方式。

登革热病毒属于一组称为出血热病毒。许多是通过蚊子叮咬传播的,一些是通过蜱虫传播的,还有一些可以通过蝙蝠等其他哺乳动物传播给人类,还有一些甚至可以通过直接接触血液和体液在人与人之间传播。它们都会引起发烧、剧烈头痛、关节和肌肉疼痛、腹泻和呕吐以及身体各处出血和瘀伤等症状。并非每个人都会出现明显的症状,但病毒性出血热可能非常严重。他们包括埃博拉病毒,尼帕和马尔堡病毒,死亡率很高,而且是非常令人不愉快的疾病。

然而,病毒性出血热(VHF)的得名却很有趣。有些来自对症状的描述,例如登革热。

还有另一种蚊媒病毒性出血热,会影响肝脏并导致患者出现黄疸。人们决定将其称为黄热病并不完全令人惊讶。然而,这给我们带来了一个使用症状作为病毒名称基础的问题——其他感染通常也有类似的症状。

许多肝脏感染可导致黄疸,即眼白、尿液和偶尔皮肤发黄。这甲型、乙型、丙型、丁型和戊型肝炎病毒就是很好的例子,但Epstein-Barr病毒会引起腺热,并以发现它的两位科学家的名字命名-病理学家迈克尔·爱泼斯坦和病毒学家伊冯·巴尔–还会造成肝脏损伤这可能会导致黄疸。风疹病毒,导致德国麻疹,是另一个基于症状的名称源自拉丁语“小红”它在患者身上引起皮疹后,也被发现会导致极少数情况下会出现肝脏问题,特别在新生儿中.

有些病毒甚至以两个相距数千英里的不同地点命名

即使是一些命名更有趣的病毒也可以通过它们的名称追溯到它们引起的症状的描述。基孔肯雅热——一种使人衰弱的蚊媒病毒,会导致发烧和严重的关节疼痛——可以翻译为“弯曲的东西”源自东非坦桑尼亚地区的当地语言Kimakonde,该地区是该疾病首次被发现的地方。其名称指的是痛苦的姿势许多感染该病毒的患者都采用了这种方法。另一种导致基孔肯雅热症状几乎无法区分的相关病毒是奥尼永尼永,从乌干达北部的阿乔利方言翻译为“关节变弱非常痛苦”.

然后是病毒,表示病毒首次发现的地点。这与玻利维亚出血热有关的病毒例如,它被称为马丘波病毒(MachupoVirus),得名于玻利维亚圣华金(SanJoaquin)的一条河流,靠近1959年首次爆发的地方。

但有些病毒甚至发现自己以两个相距数千英里的不同地点命名。1967年初,在现在的刚果民主共和国工作的一组科学家和医生报告了一种病毒的详细信息,该病毒自20世纪50年代以来在该地区爆发了一种神秘的病毒性出血热。1967年晚些时候,一个俄罗斯病毒学家发表了引起蜱传出血热症状的病毒的识别特征,该病毒已被自20世纪40年代以来,该病毒在克里米亚半岛的苏联军事人员中流传.

经过仔细检查,这两种病毒被认为是相同的,从而产生了组合名称克里米亚-刚果出血热(CCHF)。A伊拉克大规模爆发该病毒感染2022年上半年造成212例克里米亚-刚果出血热病例夺去了27人的生命。也有恐惧这种疾病可能会出现在新的地区由于气候变化使得携带病毒的蜱虫向北传播到法国、意大利、西班牙和巴尔干等欧洲部分地区。

病毒首次发现时的名称也可能具有误导性。Mpox是一种会传染给人类的动物疾病,被称为人畜共患病。直到2022年,它才被称为猴痘。WHO建议将其重新命名为Mpox试图阻止伴随旧名称而来的种族主义和污名化。

该病毒之所以被命名为猴痘,是因为它是第一个出现的病毒。在从中非进口到欧洲的猴子中发现用于研究。然而,猴子是偶然的宿主——主要自然宿主是啮齿类动物,包括非洲绳松鼠。

该病毒与天花属于同一分类家族(正痘病毒),但并非所有名称中带有“pox”的病毒都是相关的。水痘病毒,更正式的名称是水痘带状疱疹病毒,实际上是与引起唇疱疹和生殖器疣的病毒有关,单纯疱疹病毒。

如何诊断病毒

20世纪上半叶,显微镜技术取得了重大进步,增强了检测和识别病毒的能力。大多数病毒都太小,无法在普通光学显微镜下发现,无论其分辨率如何。但电子显微镜的出现让许多重要病毒的检测和表征。例如,乙型肝炎病毒就是这样的:1970年被发现。

21世纪的病毒学拥有更多可用工具,包括病毒遗传物质的快速测序。强大的全基因组测序技术还允许科学家找到样本中的所有遗传物质,并在计算机的帮助下将其与已知病毒进行匹配。它还可以帮助识别未知的病毒序列,就像2019年武汉科学家识别出新型冠状病毒Sars-CoV-2时所发生的那样。

它也与鸡无关。相反,这个俗名源于它引起的水泡看起来有点像鹰嘴豆(尽管其他理论认为这是因为处于感染状态的儿童看起来就像是被感染了一样)被鸡啄得遍体鳞伤)。病毒的正式名称“水痘”来自拉丁语,意思是“斑点”(水痘时全身充满液体和病毒的大麻点),“带状疱疹”的意思是“带子”,指的是患有带状疱疹的人身上明显的斑点带。但在过去的40年里,这种正式的标识不断被完善,它的正式名称也变成了听起来有些奇怪的名字。人水痘病毒α3.

这突显了病毒命名方法近年来发生了某种程度的转变。

虽然以症状或地点命名病毒可能具有一种奇怪的浪漫吸引力,但作为病毒分类系统,它缺乏病毒学家所需的逻辑和顺序。科学家需要了解生物学关系,以帮助他们设计诊断测试和开发抗病毒治疗方法。它们可以帮助预测新出现的病毒的行为方式并协助疫苗开发。

它已导致国际病毒分类委员会的科学家–一个维护具有批准名称的病毒清单的机构–寻找更好的方法从混乱中恢复秩序。

基因测序技术的进步意味着科学家们能够更好地确定病毒之间是否存在相关性。例如,一些引起类似症状的病毒实际上可能是由截然不同的病毒引起的。如果我们再看看病毒性出血热,它们可能是由四个不同的病毒家族引起的。

它们如何组合在一起取决于它们的基因组成。您可能熟悉我们体内发现的相互缠绕的DNA链——著名的双螺旋——以及所有其他生物,从细菌到植物,再到动物。但在病毒世界中,事情变得更加复杂。有些病毒确实有这种双链DNA,但其他病毒只能有一条。

许多病毒,包括那些引起严重疾病的病毒,例如病毒性出血热、Covid-19和流感病毒,使用一种不同的遗传物质,称为RNA。有些携带两条RNA链,而另一些则只携带单链。

这些高水平的遗传差异对于理解病毒之间的关系非常有帮助,并且是分类系统的基础由加州理工学院病毒学家设计并命名大卫·巴尔的摩。在这个系统中,病毒根据其携带的遗传物质类型被分为七组之一。对于使用DNA作为基因组的病毒,情况非常简单——I组是双链DNA病毒,II组是单链DNA。第三组是双链RNA病毒。

一些病毒具有单链RNA,可以直接劫持将遗传物质转化为它们感染的细胞中的蛋白质的细胞工具。这些病毒被称为正义RNA病毒,属于第四组。对于其他病毒,RNA代码需要在细胞中进行额外处理才能翻译,这些病毒被称为负义RNA病毒,形成第五组。

在尝试识别病毒时,病毒学家寻找差异而不是相似之处

为不属于任何这些主要类别的棘手病毒创建了两个附加类别。第六组包括RNA病毒,其中遗传物质转化为DNA作为其生命周期的关键部分,例如人类免疫缺陷病毒(HIV)。VII组病毒使用双链DNA,但其中一条链不完整,因此必须一路制备一段RNA——乙型肝炎病毒就是一个例子。

但这还不是结束。让我们看一下两种在感染者中产生类似症状的病毒。登革热病毒是一种正义RNA病毒,就像基孔肯雅病毒一样,但如果我们更详细地观察它们的遗传密码的细节,很明显它们的差异相当大。

例如,当试图在患者样本中识别病毒时,病毒学家会寻找差异而不是相似之处。所有单链正义RNA病毒组是有帮助的,但它太宽泛了。因此,另一个互补的分类系统使用的原理类似于为所有生物体分类而开发的方法,即以瑞典生物学家卡尔·林奈(CarlLinnaeus)命名的林奈方法。

ICTV就采用了这种分类方案。它将病毒分为领域、目和科。在这个体系下,登革热病毒就在家中黄病毒科和属黄病毒属,以及黄热病病毒。相比之下,基孔肯雅热属于披膜病毒科家庭和甲病毒属与O'nyong'nyong并列的属。

随着新科学的出现,ICTV的专家委员会审议和评估病毒的分组,并相应地改变其分类法。ICTV还可以解决有关命名的争议。一个很好的例子发生在20世纪80年代中期,当时一种新病毒被确定为导致获得性免疫缺陷综合症(艾滋病)的原因。参与分离和表征病毒的主要研究小组提出了两个候选名称:人类T细胞淋巴细胞病毒III(HTLV-III)和淋巴结病病毒(LAV)。但他们无法达成一致,也没有人愿意妥协,所以ICTV决定使用人类免疫缺陷病毒(艾滋病毒),从那时起就被普遍使用。

但他们的工作还没有完成。下一代基因测序技术导致已知病毒的数量迅速增长。英国牛津大学病毒学教授、ICTV小组委员会主席彼得·西蒙兹(PeterSimmonds)表示,五年前,已知病毒约有800种。该小组委员会负责审议病毒的分类。ICTV目录中现在列出的号码是现在接近15,000.

大多数已知病毒并不知道会引起疾病,但那些确实会引起疾病的病毒,除了ICTV分类法分配的官方名称外,往往还会被赋予可识别的名称。西蒙兹说,ICTV的“作用在于它们的分类方式,尽管进行命名和分类的病毒学家之间存在一些重叠”。他指出,这是“ICTV研究小组提出了Sars-CoV-2这个名字“对于2019年的新型冠状病毒。

Simmonds表示,随着发现速度的加快,ICTV分类中需要分组的病毒数量可能很快就会接近100,000种。

该中心首席病毒学家延斯·库恩(JensKuhn)表示,即便如此,这也可能是一个保守的估计。国家过敏和传染病研究所(NIAID)位于马里兰州德特里克堡的综合研究机构,以及埃博拉病毒专家。(另一个VHF),并且是负责审议病毒分组的ICTV小组委员会之一的主席。

当所有物种都被重新命名时,很多病毒学家都非常惊讶——彼得·西蒙兹
“从科学的角度来看,病毒是美丽的,”他说。库恩是另一个ICTV小组委员会的主席,其任务是了解目前发现的大量病毒。“随着每一种新病毒的发现,它变得越来越复杂。”

这导致ICTV最近审查了所有病毒的分类,以按属和种来描述它们,就像在生物学的其余部分.

“当所有物种都被重新命名时,许多病毒学家都非常惊讶,”西蒙兹说。

但库恩表示,随着科学家与世界各地同事的合作日益增多,这些官方名称对于确保科学家能够有效沟通非常重要。随着研究人员共享数据并共同应对Sars-CoV-2病毒构成的全球威胁,Covid-19大流行带来了前所未有的规模的国际科学合作。

“世界各地的物种名称拼写都相同,”库恩说。“他们是拉丁化的并使用拉丁字母。”这意味着在正式场合中所指的是哪种病毒是毫无疑问的。

但他承认,作为人类,我们需要给事物贴上标签,而且名字需要容易记住。“我们通过语言多样性来庆祝病毒多样性,”他举了埃博拉病毒的例子说。“听起来很有趣,所以会引起共鸣。”ICTV官方名称扎伊尔正埃博拉病毒不太可能激发想象力。

至于登革热病毒?2022年,ICTV也对其进行了更名。现在它的名字远没有那么吸引人登革热正黄病毒。当然,更有条理,但这一口甚至可能让西班牙女王的液体笔停下来。

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(编辑:温网)