最新研究在無脊椎動物發現多達 1,445 種新病毒,改寫人類對病毒的認識

作者 | 發布日期 2016 年 12 月 10 日 0:00 | 分類 環境科學 , 生物科技 follow us in feedly

最新的研究在人類生活範圍內昆蟲、蜘蛛等無脊椎動物所帶有的病毒新發現多達 1,445 種病毒,但其中只有少數會導致疾病。這項研究結果顯示人類對於病毒的世界仍然知之甚少。



來自雪梨大學 Marie Bashir 傳染性疾病及生物安全中心(the Marie Bashir Institute for Infectious Diseases & Biosecurity)的生物與環境科學學院教授 Edward Holmes 教授帶領雪梨大學的研究者們進行研究。來自雪梨大學的研究團隊與位於北京的中國疾病預防控制中心共同合作的總體基因體學研究,利用新技術有效率的鑑別出能夠造成人類疾病的病原體。這項研究已經發表於知名科學期刊《Nature》。

總體基因體學(metagenomics)是生命科學領域內相對新的學門,以環境中所有遺傳物質進行分析研究,進而了解環境中的微生物多樣性、微生物與環境之間的關係以及代謝特性等。

研究團隊首先從中國收集了大約 220 種陸生或水生的無脊椎動物,萃取 RNA 之後以次世代定序技術定序,解出多達 600 萬兆的序列。將大量的序列資訊分析過後,研究團隊驚訝的發現其中包含了將近 1,500 種新病毒,其中更有許多非常獨特的資訊,無法輕易的歸入目前現有的病毒譜系分類中。

次世代定序(Next generation sequencing)技術讓研究者得以快速的判讀 DNA 或 RNA 序列,透過定序的方式得知基因序列並與基因庫資訊進行比對,就能很快的知道這些基因序列是來自哪種病毒,又或者,當比對之後發現該基因組不屬於任何一種已知的病毒,就代表該基因組屬於新的病毒。

Holmes 教授表示,雖然這項研究結果顯示人類生活周遭充滿了各種病毒,但是事實上病毒並不會那麼容易傳染至人類。這項開創性研究顯示無脊椎生物所帶有的病毒數目相當可觀,遠超過原本人們所預估的數量,將會改寫病毒學課本。並未直接參與此項研究的紐約大學 Elodie Ghedin 教授也表示,這是到目前為止發現最多病毒的一次研究,勢必會大大改變人類對於病毒的認識,並且重塑我們所知的病毒種系發展史。

RNA 病毒存在於各種形式的細胞生命中

研究團隊發現許多能夠感染包含人類在內的脊椎動物,像是能夠造成疾病的流感病毒等,事實上是起源自無脊椎動物所帶的病毒。這也就顯示了無脊椎動物和病毒之間的關聯可能已有幾十億年之久,超過原先科學家認為的幾百萬年的時間。此外,無脊椎動物可能才是許多種類的病毒最原始的宿主。
病毒是地球上常見的 DNA 及 RNA 來源,而且確實就在我們周遭觸手可及之處。這項研究結果也顯示 RNA 病毒可能存在於幾乎各種形式的細胞生命中。

一直以來,雖然一般認為病毒廣泛寄生於各類生物內,亦即所有地球上的物種都是病毒可能的寄主。但病毒學家將大多注意力放在感染人類、動物或者植物的病毒之上。這項研究的重要性在於發現了像昆蟲這樣的無脊椎動物居然攜帶了那麼大量的病毒,而在這之前由於這些病毒大多不會透過人類傳染,也不會造成人類疾病所以一直沒有被重視。

雖然有些病毒可能經由昆蟲攜帶傳播並感染人類,像是由蚊子傳播的登革熱病毒與茲卡病毒,但 Holmes 教授一再強調不需要因此而害怕昆蟲,因為無脊椎生物是生態環境中非常重要的一環,有著重要的功能與地位,而且這些病毒大多無法傳播至人體。雖然研究團隊認為新病毒中大多都不會對人類造成明顯的危害,但並不代表科學家會完全將這些可能性排除,Ghedin 教授便認為這是未來值得討論及研究的議題之一。

這項研究也指出病毒隨著時間能夠交換基因材料並且產生新的種系。加州大學舊金山分校 Eric Delwart 教授將這樣的特性形容像樂高積木一般,重組病毒各項不同的功能,源自相去甚遠的病毒種系特性也能重新組合成新的病毒,病毒基因的高度可塑性始終令人嘆為觀止。

在這項研究中當中用來找到新無脊椎生物病毒的技術也可以運用至鑑定人類疾病感染源,像是近年來爭論不休的問題,萊姆關節炎(Lyme-like disease)究竟是不是被蜱叮咬之後感染等。

因此,Holmes 博士也將這項新的總體基因體學技術運用於人傳人疾病的研究。這項新技術,使得研究團隊得以用來做為最終的診斷工具,以此分析萊姆關節炎等其他臨床病症,進行指標性的研究計畫。

研究團隊希望次世代定序能夠在繼續運用在其他物種的病毒發現上。Delwart 教授認為,在目前取得的次世代定序資料組中繼續深入分析還能夠發現更多和已知病毒不同的新病毒。如此一來,目前人們對於病毒所知可以說是相當的淺薄,還有許多未知事物仍待發掘。

(首圖來源:雪梨大學) 

發表迴響