携带寄生虫寨卡病毒(ZIKV)的埃及伊蚊蚊子是人类病毒的主要传播者,可能在感染蚊子的女性所生的婴儿中引起灾难性的先天性小头畸形。但疾病控制和预防中心(CDC)今年早些时候确认ZIKV也可以进行性传播,这引发了一种新的警报,即病毒可以在远离蚊子栖息地的性伴侣之间传播。
现在La Jolla过敏和免疫学研究所(LJI)研究员Sujan Shresta博士使用两种不同的小鼠模型来确认直接放置在阴道内的活ZIKV感染小鼠的生殖道,复制,移入血液,并导致临床症状的疾病。有趣的是,该研究发表在2016年12月20日的Cell Reports上,也报道了雌性小鼠暴露于病毒的生殖周期阶段决定了感染的易感性。如果适用于人类,这一发现对于病毒传播给生育年龄的妇女的公共健康影响很大。
“目前,几乎我们在寨卡病预防方面的所有努力都集中在控制蚊虫方面,”LJI传染病中心副教授Shresta说。“我们的新工作也要求临床医生解决病毒的性传播是否占很大比例的病例。”
调查人员知道,病毒隐藏在从蚊子感染ZIKV并且病毒在啮齿动物模型中阴道传播的男性精液中。但是生物学问题 - 细胞被感染了什么,病毒在体液中的稳定程度 - 是没有答案的。Shresta的研究小组开始通过将活ZIKV置于已经基因工程改造为免疫受损的雌性小鼠的阴道中来探索它们。
但在手术前,他们用激素治疗小鼠创造了两组,这些组在月经周期中的位置不同。感染后出现戏剧性差异:在发情期或相间感染的小鼠逐渐生病,体重减轻,并在2-3周内死亡,正如人们可能在这些小鼠中预测的那样。值得注意的是,在发情阶段感染的免疫妥协的AG129小鼠的相同菌株没有显示出疾病的迹象。
该研究的第一作者威廉威豪唐称这篇文章是该论文最有趣的发现。“我们使用的小鼠品系称为AG129,最初被设计为非常容易受到感染,”他说。“但即使是这些老鼠,在发情阶段感染,似乎也完全抵抗病毒。这让我们感到惊讶。”
Shresta说,需要注意的是AG129这样的小鼠品系的反应是专门设计用作“致命”感染模型的,必须在具有更强免疫功能的小鼠身上进行测试。“对于与人类相关的科学,我们总是确认最能反映正常人类免疫系统的'免疫活性'小鼠的结果。”
为此,她的团队在一种完全不同类型的工程小鼠中重复实验,这种小鼠只有中度易感染,科学家称之为“非致命”模型。当在发情阶段感染时,这些小鼠体重减轻并表现出疾病的临床症状,但与AG129对应物不同,最终恢复。然而,就像AG129小鼠一样,当在发情期感染时,“非致死性”小鼠没有表现出类似寨卡病的迹象。
这一趋势反映在其他实验结果中。例如,在致死和非致死菌株中,病毒RNA作为病毒的直接证据,有时在感染后10天持续存在于阴道内。相反,病毒RNA在发情期感染后三天消失。
阴道液中的病毒持续存在可能解释了为什么发情期感染的老鼠生病了,不管小鼠的病毒株如何,但易感性的分子或细胞基础仍不清楚。在研究中分析的小鼠通过激素注射在两个生殖阶段中的一个实验上同步或“分阶段”,这可以提供线索。“激素改变了小鼠雌性生殖道的方式,增强或防止性传播,”唐说,尽管他和Shresta警告说,将鼠标发现概括为人类还为时尚早。
但是,如果类似的机制证明与人类传播有关,那么它们引起关注,主要是因为大多数受寨卡病毒感染的男性或女性几乎没有症状。因此,他们可能无意中从事性活动,导致成人疾病,甚至在子宫内将病毒转移给未出生的孩子。
最近的CDC“病例计数”表明,到目前为止,美国很少有寨卡病例可能通过性传播。但这些数字是估计值,ZIKV的性传播在其他地区非常严重,例如南美洲。事实上,哥伦比亚巴兰基亚的一项数学模型研究估计,多达47%的寨卡病例报告出现了性接触。
“在人类中,性传播可能比想象的要大,”Shresta说,强调目前我们对这种寨卡传播方式知之甚少。“我们知道男性病毒可能会在精液中停留数月,而男性则没有任何症状。在此期间,他可能会在不知情的情况下将其传染给性伴侣。”
Shresta实验室的下一步是利用这两种小鼠模型来定义免疫信号,使小鼠易受ZIKV感染或免受ZIKV感染。“我们最终对预防这种疾病的药物或疫苗感兴趣,”Shresta说,他还使用免疫缺陷小鼠作为研究登革病毒感染的模型。“能够测试两种动物模型中的干预措施,一种是感染病毒,另一种是恢复感染,是一种加分。开发疫苗需要获得代表所有情景的模型。”
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