معلومة

هل تحور فيروس زيكا؟

هل تحور فيروس زيكا؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كان فيروس زيكا موجودًا بالفعل ومعروفًا للعالم (معظمه في جنوب شرق آسيا) قبل تفشي المرض الحالي.

لماذا تسبب الفيروس في مثل هذا التفشي الشديد؟

هل تحور عن شكل أسلافه مثل الذي وجد في جنوب شرق آسيا؟


هناك إجابة رئيسية واحدة على هذا السؤال: ينتشر فيروس زيكا بسرعة كبيرة لأنه لم يظهر في هذا الجزء من العالم. ومن ثم لا توجد مناعة طبيعية متاحة لدى السكان وتحدث الكثير من الإصابات. بمجرد انتهاء "الموجة الأولى" من العدوى ، سينخفض ​​المستوى داخل السكان بشكل كبير. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع هنا.

من الممكن بالطبع أن يكون فيروس زيكا قد اكتسب طفرة جديدة تتكيف بشكل أفضل مع البشر وتسمح بالانتشار بشكل أسهل ، لكن هذا غير معروف حتى الآن ، لأن الوضع في أمريكا الجنوبية لا يزال يتغير بسرعة كبيرة مع حدوث الكثير من الحالات والتحليل مستمر. يكفي أن الفيروس لم يظهر قط في أمريكا الجنوبية وأنه لا توجد مناعة طبيعية متاحة.

وفقًا للورقة في المرجع 1 (وهو مجرد اتصال قصير) ، فإن تسلسل بروتينات غلاف الفيروس تشبه السلالات المنتشرة في آسيا ولا تحمل طفرات جديدة:

سلالات سورينام هي التي نشرت في الورقة المذكورة أعلاه وهي من أمريكا الجنوبية. لم أجد (حتى الآن) أي تحليل آخر ، لكن هذه ستكون مسألة وقت فقط. في الوقت الحالي لا يمكننا الإدلاء ببيان نهائي حول هذا على الرغم من وجود بعض التكهنات حول هذا الموضوع.

تحرير 23/02/2016: لا يوجد حتى الآن استنتاج نهائي متاح ، ولكن هناك ورقة مثيرة للاهتمام متاحة على Biorxiv-Preprintserver ، والتي تحلل معدل الطفرات في جينومات السلالات المتاحة للجمهور. يمكن العثور عليها في المرجع 2.

بناءً على الجينومات المتاحة ، يحسب المؤلف معدل طفرة فيروس زيكا إلى حوالي 10 طفرات / سنة. الفيروس هو أحد فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) وله معدلات طفرة أعلى بشكل عام من فيروسات الحمض النووي.

في التحليل ، وجد عددًا من الطفرات غير المترادفة (الطفرات التي تؤدي إلى التبادل الأساسي) ، كما هو موضح في الجدول 2:

يُطلق على طفرة M2634V اسمًا خاصًا ، ولكن نظرًا لوجودها في أحد بروتينات الغلاف ، يجد المؤلف أنه من غير المحتمل نسبيًا (وإن لم يكن تمامًا) أن يتسبب هذا في معدل طفرة أعلى بكثير.

يكتب في ديسكوسيون على الورقة:

لا يبدو أن الانتشار المفاجئ لفيروس زيكا في أمريكا الجنوبية والوسطى كان بسبب أي تغيير معين في ناقل البعوض أو أي شيء يجعل فيروس زيكا نفسه أكثر ضراوة. ولكن بالأحرى من حقيقة أن الأشخاص المصابين أصبحوا الآن قادرين على الطيران بسرعة من دولة إلى أخرى ، وبالتالي ينشرون المرض بسهولة بالغة. وهذا يعني أنه لا يوجد الكثير لوقف الوباء المستمر في الانتشار إلى مناطق أخرى من السكان التي لديها مناعة قليلة ، إن وجدت ، ضد الفيروس.

تحرير (23.10.2016): يوجد الآن موقع ويب مثير للاهتمام يقوم ببناء شجرة نسج حقيقية من البيانات المنشورة (يمكن العثور عليها هنا). تُظهر البيانات أيضًا مكان حدوث الطفرات في الفيروس:

مراجع:

  1. جينوم فيروس زيكا من الأمريكتين
  2. زيكا - ما مدى سرعة تحور هذا الفيروس؟

الطفرة ليست كذلك من الضروري لشرح تفشي المرض في الأمريكتين ، بالنظر إلى انخفاض مناعة السكان ، ولكن هناك دليل مبدئي على أن هذه السلالة من السلالة الآسيوية للفيروس قد تكون قد طورت بعض الخصائص الجديدة ، والتي يبدو أنها ظهرت لأول مرة في جنوب المحيط الهادئ.

يشبه الفيروس في البرازيل إلى حد كبير الشكل الذي أدى إلى اندلاع عام 2013 في بولينيزيا الفرنسية:

أظهرت دراسات علم الوراثة أن السلالة الأقرب إلى السلالة التي ظهرت في البرازيل تم عزلها من عينات من مرضى الحالات في بولينيزيا الفرنسية وانتشرت بين جزر المحيط الهادئ

كما شوهدت اثنتان من السمات الجديدة لتفشي المرض في البرازيل في بولينيزيا الفرنسية في عام 2013:

  1. لاحظت منظمة الصحة العالمية أنه ، كما هو الحال في البرازيل ، كان متزامنًا مع ارتفاع في حالة المناعة الذاتية غيان بري المتلازمة التي يمكن أن تسبب الشلل:

    خلال أول اندلاع لفيروس زيكا في الفترة 2013-2014 في بولينيزيا الفرنسية ، والذي تزامن أيضًا مع تفشي مستمر لحمى الضنك ، أبلغت السلطات الصحية الوطنية عن زيادة غير عادية في متلازمة غيلان باريه

  2. على الرغم من أنهم لم يلاحظوا ذلك في ذلك الوقت ، إلا أن تحليلًا بأثر رجعي في بولينيزيا الفرنسية دفعه تفشي المرض في البرازيل أشار إلى أن تفشيهم كان متزامنًا أيضًا مع زيادة في حالات الإصابة. صغر الرأس. لا يمكنني العثور على مصدر أساسي ولكن هذا اقتباس من الدكتور لايل بيترسن ، مدير قسم الأمراض المنقولة بالنواقل في مركز السيطرة على الأمراض ، مأخوذ من نص إحاطة رسمي لمركز السيطرة على الأمراض:

    ... في بولينيزيا الفرنسية حيث حدث تفشي شمل أكثر من 30.000 شخص بأثر رجعي بعد أن أصبحت البيانات البرازيلية متاحة - عادوا ونظروا وشهدوا زيادة في حالات صغر الرأس في منطقتهم

تم الافتراض بأنه ربما يكون قد تحور بشكل كبير ، على سبيل المثال من قبل Flaminia Catteruccia ، الأستاذ المشارك في علم المناعة والأمراض المعدية في جامعة هارفارد T.H. مدرسة تشان للصحة العامة ، والتي تستنتج:

الأمر المقلق هو أننا لا نعرف ما الذي تغير ولماذا. هناك حاجة لدراسات وراثية لفهم أصل هذا الفيروس.


ليست هناك حاجة للتكهن ، فقد تم نشر تسلسل الجينوم الكامل لعزلة من الأمريكتين ويمكن مقارنتها بالعزلات السابقة. تظهر هذه البيانات أن الجينوم قريب جدًا من تسلسل الفيروس المعزول من بولينيزيا الفرنسية.


يسلط الضوء

تم تحديد ZIKV في الأصل في إفريقيا في الأربعينيات. تم تأكيد إصابة الإنسان في الخمسينيات من القرن الماضي.

تسبب فيروس ZIKV في العديد من الفاشيات الشديدة في جميع أنحاء العالم في العقد الماضي ، مع تعرض ملايين الأشخاص لخطر الإصابة. يُشتبه في إصابة مئات الآلاف بالعدوى ، وتتراوح علامات المرض وأعراضه من الإكلينيكي إلى الحمى لدى البالغين. أعلى عبء المرض يقع على الجنين.

وقد ارتبطت حالات التفشي الشديدة بفيروسات النسب الآسيوية والأمريكية. تعتبر فيروسات النسب الأفريقية الأخرى خبيثة في نماذج الفئران التي تعاني من نقص المناعة ، وليس من الواضح ما إذا كان هناك مكون وراثي لتفشي الأمراض المرتبطة فقط بفيروسات ZIKV الآسيوية أو الأمريكية.

لوحظت العديد من الطفرات في النسب الآسيوي / الأمريكي ZIKV وليس في النسب الأفريقي ZIKV. أظهرت الطفرات المنشورة في prM (S139N) و NS1 (A188V و T233A) زيادة الضراوة في نماذج الماوس.

طعن فيروس زيكا (ZIKV) في المعرفة المفترضة فيما يتعلق ببيولوجيا الفيروسات المصفرة. على الرغم من التسبب في مرض متقطع وخفيف في الخمسين عامًا منذ اكتشافه ، تسبب فيروس زيكا الآن في تفشي المرض في عشرات البلدان في جميع أنحاء العالم. علاوة على ذلك ، فإن شدة المرض في الفاشيات الحديثة ، مع الأمراض العصبية لدى البالغين والتشوهات الخلقية المدمرة في الأجنة ، لم تُشاهد من قبل. إحدى الفرضيات هي أن الفيروس قد اكتسب طفرات زادت من ضراوته. في الواقع ، أدت الطفرات في فيروسات مفصليات أخرى ، مثل فيروس غرب النيل (WNV) ، وفيروس شيكونغونيا (CHIKV) ، وفيروس التهاب الدماغ الخيلي الفنزويلي (VEEV) ، إلى زيادة تفشي المرض. يتم هنا استكشاف هذا الاحتمال ، بالإضافة إلى الفرضيات البديلة.


ينمو عقلك

اشترك في النشرة الإخبارية للعلوم لاستكشاف عوالم واسعة من العلوم والصحة والتكنولوجيا.

ماذا سيفعل زيكا في الولايات المتحدة هذا العام؟

في بورتوريكو ، تم الإبلاغ عن 65 حالة فقط من حالات انتقال زيكا المحلية في عام 2018 حتى أوائل يوليو ، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). كانت هناك أيضًا حالتان في جزر فيرجن الأمريكية. في الولايات المتحدة القارية والأقاليم الأخرى ، عدد الحالات المحلية هو صفر & # 8212 على الرغم من وجود 28 حالة حدث فيها التعرض لفيروس زيكا أثناء السفر.

قالت الدكتورة روبرتا ديباسي ، رئيسة قسم أمراض الأطفال المعدية والمدير المشارك لـ برنامج زيكا الخلقي في النظام الصحي الوطني للأطفال. "لن أتفاجأ إذا كانت لدينا قضايا مرة أخرى في فلوريدا وتكساس."

لا ينتشر زيكا بسهولة في الولايات المتحدة القارية لأن بعوض الزاعجة نادر نسبيًا.

ينقل البعوض من عائلة الزاعجة فيروس زيكا من شخص إلى آخر. الصورة من رويترز / باولو ويتاكر

لماذا اختفى زيكا؟

يقول معظم الخبراء إن الانخفاض الحاد في حالات الإصابة بفيروس زيكا يرجع ، جزئيًا على الأقل ، إلى مناعة القطيع. عندما يصبح عدد كافٍ من الأشخاص محصنين ضد الفيروس ، سواء من خلال التطعيم أو المناعة الطبيعية ، فلا يمكن لهذا المرض الانتقال بسهولة من شخص لآخر.

قد يتصرف زيكا مثل جدري الماء & # 8212 بمجرد إصابتك به ، فلن تحصل عليه مرة أخرى. هذا يعني أن الفيروس "المستودع" & # 8212 أو البشر المتاحين لحمل الفيروس & # 8212 يجف بعد إصابة العديد من الأشخاص بالفعل.

قالت الدكتورة كريستينا آدامز والدورف ، طبيبة أمراض النساء والتوليد المتخصصة في التهابات الحمل والصحة العالمية في كلية الطب بجامعة واشنطن ومؤلفة دراسة طب الطبيعة ، إن العلماء توقعوا هذا الانخفاض المرتبط بالمناعة بعد التفشي الأولي.

قال آدامز والدورف: "نحصل على إرجاء من زيكا الآن ، وهو أمر مرحب به للغاية". لم تختف المشكلة & # 8217t في الأمريكتين. إنه & # 8217s فقط ، في الوقت الحالي ، تحت الأرض قليلاً ".

لتصعيد ظهوره ، سيحتاج فيروس زيكا إلى التحور بشكل كبير ، كما يفعل فيروس الإنفلونزا كل عام. هذا السيناريو غير محتمل. يمكن أن يعود زيكا أيضًا إذا وجد مجموعات جديدة تفتقر إلى مناعة القطيع.

قال آدامز والدورف إن الفيروس لا يزال ينتشر على الأرجح في المجتمعات التي لم تتعرض لفيروس زيكا بعد ، وبالتالي تفتقر إلى مناعة القطيع.

قال آدامز والدورف: "ليس لدينا فهم جيد للمناطق في منطقة البحر الكاريبي وأمريكا الوسطى والمكسيك التي يوجد بها بالفعل عدد كبير من السكان الذين تعرضوا لفيروس زيكا".

هذه المناطق تحمل أكبر المخاطر المعروفة المستمرة للتعرض لفيروس زيكا وكذلك أمريكا الجنوبية وأجزاء من إفريقيا وجنوب شرق آسيا ، وفقًا لمركز السيطرة على الأمراض ، الذي يتتبع انتقال زيكا في جميع أنحاء العالم.

في العام الماضي ، أصيب 437 شخصًا في الولايات المتحدة بفيروس زيكا أثناء سفرهم إلى الخارج إلى مناطق بها تفشي نشط.

لا يزال الكثير غير معروف & # 8230

لا يُعتقد أن زيكا يهدد حياة البالغين أو الأطفال ، فقد تسبب الفيروس في وفاة 20 شخصًا فقط في الأمريكتين منذ عام 2015. ولكن يمكن أن يكون للفيروس آثار مدمرة على نمو دماغ الجنين المتنامي ، خاصة من خلال صغر الرأس ، عيب خلقي يولد فيه الأطفال برأس صغير بشكل غير عادي.

يشعر ديباسي وآدامز والدورف بالقلق أيضًا بشأن المشكلات العصبية الدقيقة التي تظهر عند الأطفال والتي تبدو طبيعية عند الولادة.

لاحظ آدامز والدورف فقدان الخلايا الجذعية العصبية في حُصين الرئيسيات غير البشرية ، مما قد يضر بالذاكرة طويلة المدى والتفاعلات الاجتماعية والتفكير المجرد مع تقدم العمر.

قال ديباسي: "حوالي ستة بالمائة من حالات الحمل التي تعرضت فيها الأم تشير إلى أنه يمكنك توقع طفل مصاب بعيب خلقي واضح". "ولكن ما زلنا لا نعرفه هو أن نسبة 94 في المائة بدت طبيعية ، فهل يستمرون ويتطورون بشكل طبيعي تمامًا؟"

يستفيد الأطفال المصابون بصغر الرأس من العلاجات المتعددة. هنا ، تمارس أخصائية العلاج الطبيعي صوفيا البالغة من العمر 19 يومًا ، والتي ولدت مصابة بصغر الرأس في البرازيل في عام 2016. ومع ذلك ، يكافح الآباء للتعامل مع طفل قد لا يمشي أو يتحدث أبدًا. تصوير: ريكاردو مورايس - رويترز

تجري DeBiasi وآخرون الآن دراسات طويلة الأجل لمتابعة الأطفال المعرضين لفيروس زيكا وتحديد مشاكل النمو & # 8212 بدءًا من صعوبات التعلم مثل التعرف على الأنماط المكانية والذاكرة طويلة المدى إلى الصمم والمشاكل البصرية والنوبات والاستجابات العاطفية.

توصي المنظمات الصحية الكبرى بألا تسافر النساء الحوامل أو اللواتي يخططن للحمل إلى البلدان التي يُحتمل فيها التعرض لفيروس زيكا. نظرًا لأن زيكا يمكن أن ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي ، يجب أيضًا على الشركاء الجنسيين للحوامل أو أولئك الذين يخططون للحمل تجنب السفر. قال آدامز والدورف إن الأمر نفسه ينطبق على الأطفال الصغار.

قال آدامز والدورف: "ما لم يدركه الناس هو أن فيروس زيكا هو فيروس غزو عصبي ، وربما لا يكون من الجيد الحصول على فيروس غزو عصبي في أي عمر".

يمكن أن يهدد زيكا البالغين أيضًا من خلال حالة نادرة في الجهاز العصبي تسمى متلازمة غيلان باريه. يتم تشغيله عندما تهاجم الاستجابة المناعية لعدوى زيكا الخلايا العصبية. قال تحليل تلوي ، نُشر في وقت سابق من هذا العام ، إن زيكا تم ربطه بـ 1500 حالة إصابة بـ Guillain-Barré منذ 2014 & # 8212 مما يعني أنه يحدث مع أقل من 1٪ من الإصابات.

ماذا عن لقاح زيكا؟

المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية (NIAID) حاليًا في المرحلة الثانية من تجربة لقاح زيكا في تكساس وبورتوريكو وأمريكا الجنوبية والوسطى. يوجد لقاح مرشح آخر أيضًا. يتطلب لقاح حمى الضنك ، وهو أحد الفيروسات المصفرة المرتبطة بزيكا ، أكثر من 20 عامًا من البحث والتطوير ، لذلك يقوم العلماء بصياغة شبكة واسعة.

تقدم تطوير لقاح لفيروس زيكا من زراعة الخلايا في المختبر في عام 2016 إلى المرحلة الثانية من التجارب. تصوير رويترز / مايك سيغار

هذا هو السبب في أن الدراسات مثل تقرير الأسبوع الماضي حول الهيكل التفصيلي لفيروس زيكا لا تزال مهمة للغاية. إن معرفة بنية زيكا وترتيب أحماضه الأمينية & # 8212 كتل بنائه الجزيئية & # 8212 يمنح العلماء المزيد من الأدوات لاكتشاف كيفية إصابة الفيروس بالخلايا.

لربط بنية زيكا بكيفية تصرفه عند البشر ، قارن هؤلاء العلماء اللقطة عالية الدقة الخاصة بزيكا مع الفيروسات المصفرة الأخرى.

قال مادوماتي سيفانا ، عالم الأحياء التركيبية في جامعة بوردو والمؤلف الأول في الورقة: "ثم حددنا المناطق التي يختلف فيها الهيكل". "يمكن أن تكون هذه المناطق مهمة للعدوى."

يمكن أن تفسر هذه المقارنات أيضًا سبب إلحاق زيكا الضرر بالدماغ النامي ، والذي لم يكن مصدر قلق للفيروسات المصفرة الأخرى.

يمكن أن يؤدي استهداف بعوضة الزاعجة أيضًا إلى الحد من العدوى من العديد من الفيروسات المصفرة. وجد الباحثون أن انتقال زيكا وحمى الضنك والشيكونغونيا من الزاعجة يتم حظره عندما يتم إدخال بكتيريا تسمى Wolbachia في البعوض. يكون التأثير مستدامًا ذاتيًا لأن البكتيريا تنتقل إلى البعوض حديث الولادة. يقوم برنامج البعوض العالمي الآن باختبار هذا النهج في 12 دولة.

هيكل فيروس زيكا بدقة 3.1 Angstrom & # 8211 هو أعلى تعريف لأي فيروس مغلف حتى الآن. مصدر الصورة: Sevvana et al.، Structure، 2018

هل سيعود زيكا؟

قال دبياسي بالتأكيد. السؤال هو متي.

إنها تتطلع إلى فيروسات مصفرة أخرى للحصول على أمثلة.

قال ديبياسي: "اختفى غرب النيل نوعًا ما لبضع سنوات ثم عاد بالثأر بعد ست سنوات من ذلك & # 8212 ثم غادر قليلاً وعاد مرة أخرى".

إذا كان سلوك زيكا يشبه حمى الضنك ، فستزداد العدوى بشكل موسمي كلما كان البعوض موجودًا. قد يكون الخيار الثالث هو وجود عدد كبير جدًا من الحالات كل عام ، مثل التهاب الدماغ الياباني.

قال آدامز والدورف: "سنعيش مع تهديد فيروس زيكا للنساء الحوامل والأجنة وحتى الأطفال الصغار لفترة طويلة جدًا".

إلى اليسار: بمقارنة هذا الهيكل عالي الوضوح لفيروس زيكا بحمى الضنك والتهاب الدماغ الياباني ، يأمل العلماء في فهم كيفية إصابة الفيروس بالخلايا البشرية وتطوير لقاح. مصدر الصورة Madhumati Sevvana


البيولوجيا الهيكلية لفيروس زيكا والتقدم المحرز في تطوير اللقاح

أثار العدد المتزايد من الإصابات بفيروس زيكا (ZIKV) بالإضافة إلى زيادة 20 ضعفًا في صغر الرأس عند الأطفال حديثي الولادة في البرازيل إنذارات في العديد من البلدان فيما يتعلق بالتهديد الذي يتهدد النساء الحوامل. تستمر حالات صغر الرأس وتشوهات الجهاز العصبي المركزي في الزيادة في مناطق تفشي فيروس ZIKV. ZIKV هو فيروس RNA صغير مغلف إيجابي الشريط ينتمي إلى جنس Flavivirus من عائلة Flaviviridae. تشير هياكل ZIKV عالية الدقة التي تم تحديدها مؤخرًا بواسطة الفحص المجهري الإلكتروني بالتبريد إلى أن بنية ZIKV الشاملة مشابهة لتلك الموجودة في فيروسات flavivirus الأخرى. بفضل سطحه المضغوط ، يعتبر ZIKV أكثر استقرارًا من الناحية الحرارية من فيروس حمى الضنك (DENV). بروتينات ZIKV E لها بنية مميزة "متعرجة" مع موقع واحد للارتباط بالجليكوزيل. يتشكل بروتين ZIKV E ، وهو البروتين الرئيسي الذي يشارك في ربط المستقبلات واندماجها ، على شكل ثنائيات من الرأس إلى الذيل على أسطح الجزيئات الفيروسية. يتكون المونومر E من ثلاثة مجالات متميزة: DI و DII و DIII. يحتوي DII الشبيه بالإصبع على حلقة اندماج (FL) يتم إدخالها في الغشاء الداخلي للخلية المضيفة أثناء التغييرات التوافقية المعتمدة على الرقم الهيدروجيني والتي تقود الاندماج. يمكن تقسيم الحلقات الرباعية E: E dimer الموجودة في موقع التفاعل بين prM و E dimers إلى حلقتين ثنائيتين. حتى الآن ، يوجد الآن أكثر من 50 لقاح مرشح ZIKV في مراحل مختلفة من البحث والتطوير. تشمل لقاحات ZIKV المرشحة التي هي حاليًا في المرحلة الأولى / الثانية من التجارب السريرية فيروسات كاملة معطلة ، ولقاحات ضد الحصبة الفيروسية المؤتلفة ، ولقاحات DNA و mRNA ، ولقاح الببتيد اللعابي للبعوض. تم الحصول على الأشكال المستقرة من البروتينات ثنائية الكبريت ZIKV E: E بنجاح إما عن طريق إدخال روابط ثاني كبريتيد إضافية بين الوحدات الفرعية في DII أو عن طريق التجميع المباشر لبروتينات E: E dimer عن طريق التثبيت مع بروتينات E أحادية. النهج القائم على VLP هو طريقة بديلة أخرى لتقديم مستضدات E: E dimer بين مكونات اللقاح. تم الإبلاغ عن عدة أشكال من ZIKV VLPs تتميز بالتعبير المشترك للجينات الفيروسية prM-E و prM-E-NS1 و C-prM-E و NS2B / NS3 في الخلايا البشرية. لتقليل تأثير الأجسام المضادة لتسهيل تفاعل ADE المتصالب بين ZIKV و DENV ، تم الإبلاغ عن العديد من الطفرات الجديدة إما في أو بالقرب من FL من DII أو DIII لتثبيط إنتاج الأجسام المضادة المتفاعلة. يجب أن تركز جهود تصميم لقاح ZIKV المستقبلية على استنباط أجسام مضادة محايدة محسّنة مع مستوى منخفض من التفاعل المتبادل لمنح مناعة التعقيم.

الكلمات الدالة: تفاعلية متقاطعة هيكل بيولوجيا لقاح فيروس زيكا.


الشرح: من أين أتى فيروس زيكا؟

من أكتوبر 2015 إلى يناير 2016 ، كان هناك ما يقرب من 4000 حالة لأطفال ولدوا بصغر الرأس في البرازيل. قبل ذلك ، كانت هناك 150 حالة فقط في السنة.

الجاني المشتبه به هو فيروس ينتقل عن طريق البعوض يسمى زيكا. واقترح مسؤولون في كولومبيا والإكوادور والسلفادور وجامايكا تأجيل حمل النساء. ونصحت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها النساء الحوامل بتأجيل السفر إلى البلدان التي ينشط فيها فيروس زيكا.

تقول منظمة الصحة العالمية إنه من المحتمل أن ينتشر الفيروس ، حيث يوجد البعوض الذي يحمل الفيروس في كل بلد تقريبًا في الأمريكتين.

تم اكتشاف فيروس زيكا منذ ما يقرب من 70 عامًا ، ولكن لم يكن مرتبطًا بتفشي المرض حتى عام 2007. فكيف انتهى الأمر بهذا الفيروس الغامض سابقًا إلى التسبب في الكثير من المتاعب في البرازيل ودول أخرى في أمريكا الجنوبية؟

من أين أتى زيكا؟

تم اكتشاف فيروس زيكا لأول مرة في غابة زيكا في أوغندا في عام 1947 في قرد ريسوس ، ومرة ​​أخرى في عام 1948 في بعوضة Aedes africanus ، وهي غابة قريبة من Aedes aegypti. يمكن أن ينشر كل من الزاعجة المصرية والزاعجة البيضاء زيكا. كما تم الإبلاغ عن انتقال العدوى عن طريق الاتصال الجنسي بين الناس.

يشترك فيروس زيكا كثيرًا مع حمى الضنك والشيكونغونيا ، وهو فيروس ناشئ آخر. نشأ الثلاثة من غرب ووسط إفريقيا وجنوب شرق آسيا ، لكنهم قاموا مؤخرًا بتوسيع نطاقهم ليشمل الكثير من المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية على مستوى العالم. وتنتشر جميعها عن طريق نفس نوع البعوض.

حتى عام 2007 ، تم الإبلاغ عن عدد قليل جدًا من حالات الإصابة بفيروس زيكا بين البشر. ثم تفشى المرض في جزيرة ياب في ميكرونيزيا وأصاب ما يقرب من 75 في المائة من السكان. بعد ست سنوات ، ظهر الفيروس في بولينيزيا الفرنسية ، إلى جانب تفشي فيروسات حمى الضنك والشيكونغونيا.

كيف وصل زيكا إلى الأمريكتين؟

كشف التحليل الجيني للفيروس أن السلالة في البرازيل كانت مشابهة لتلك التي كانت منتشرة في المحيط الهادئ.

كانت البرازيل في حالة تأهب لإدخال فيروس جديد بعد كأس العالم 2014 FIFA ، لأن الحدث ركز على الناس من جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، لم تتنافس أي دولة جزرية في المحيط الهادئ مع انتقال فيروس زيكا في هذا الحدث ، مما يجعل من غير المرجح أن تكون المصدر.

هناك نظرية أخرى مفادها أن فيروس زيكا ربما تم إدخاله بعد حدث دولي للزورق أقيم في ريو دي جانيرو في أغسطس 2014 ، والذي استضاف منافسين من مختلف جزر المحيط الهادئ.

كان هناك طريق آخر محتمل للإدخال هو البر من شيلي ، حيث اكتشف هذا البلد حالة مرض زيكا في مسافر عائد من جزيرة إيستر.

يعرف معظم الأشخاص المصابين بفيروس زيكا أنهم مصابون به

وفقًا للأبحاث التي أجريت بعد اندلاع جزيرة ياب ، فإن الغالبية العظمى من الأشخاص (80 بالمائة) المصابين بفيروس زيكا لن يعرفوا ذلك أبدًا ولن تظهر عليهم أي أعراض على الإطلاق. تميل الأقلية التي تمرض إلى الإصابة بالحمى والطفح الجلدي وآلام المفاصل واحمرار العيون والصداع وآلام العضلات لمدة تصل إلى أسبوع. ولم يتم الإبلاغ عن أي وفيات.

ومع ذلك ، في أعقاب الفاشية البولينيزية ، أصبح من الواضح أن زيكا كان مرتبطًا بمتلازمة غيلان بار ومتلازمة الأذن ، وهي حالة شلل عصبي تهدد الحياة.

في أوائل عام 2015 ، أطلق مسؤولو الصحة العامة البرازيليون التحذير من اكتشاف فيروس زيكا لدى مرضى يعانون من الحمى في شمال شرق البرازيل. ثم كان هناك ارتفاع مماثل في عدد حالات Guillain-Barr & eacute في البرازيل والسلفادور. وفي أواخر عام 2015 في البرازيل ، بدأت حالات صغر الرأس بالظهور.

في الوقت الحالي ، لم يتم تأكيد الصلة بين الإصابة بفيروس زيكا وصغر الرأس ، ولكن تم العثور على الفيروس في السائل الأمنيوسي وأنسجة المخ لعدد قليل من الحالات.

من غير الواضح كيف يمكن أن يؤثر زيكا على الدماغ ، لكن دراسة من السبعينيات كشفت أن الفيروس يمكن أن يتكاثر في الخلايا العصبية للفئران الصغيرة ، مما يتسبب في تدمير الخلايا العصبية. تشير التحليلات الجينية الحديثة إلى أن سلالات من فيروس زيكا قد تخضع لطفرات ، وربما تكون مسؤولة عن التغيرات في الفوعة وقدرتها على إصابة البعوض أو المضيفين.

نموذج الجبن السويسري لفشل النظام

تتمثل إحدى طرق فهم كيفية انتشار زيكا في استخدام شيء يسمى نموذج الجبن السويسري. تخيل كومة من شرائح الجبن السويسري. الثقوب الموجودة في كل شريحة هي نقطة ضعف ، وفي جميع أنحاء المكدس ، هذه الثقوب ليست بنفس الحجم أو نفس الشكل. تنشأ المشاكل عند محاذاة الثقوب.

مع أي تفشي للمرض ، هناك عوامل متعددة تلعب دورًا ، وقد يكون كل منها ضروريًا ولكنه غير كافٍ من تلقاء نفسه للتسبب في ذلك. إن تطبيق هذا النموذج على اللغز الذي ينتقل عن طريق البعوض يجعل من السهل معرفة عدد العوامل أو الطبقات المختلفة التي تزامنت مع تفشي فيروس زيكا الحالي.

ثقب في الطبقات

الطبقة الأولى بيئة خصبة للبعوض. هذا & rsquos شيئًا درسته أنا وزملائي في غابات الأمازون المطيرة. وجدنا أن إزالة الغابات التي تليها الزراعة وإعادة نمو النباتات المنخفضة وفرت بيئة أكثر ملاءمة لحامل البعوض الملاريا من الغابات البكر.

تؤدي زيادة التحضر والفقر إلى خلق بيئة خصبة للبعوض الذي ينشر حمى الضنك من خلال إنشاء مواقع تكاثر وافرة. بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي تغير المناخ إلى ارتفاع درجة الحرارة و / أو الرطوبة في المناطق التي كانت في السابق أقل من العتبة المطلوبة لنمو البعوض.

الطبقة الثانية هي إدخال ناقل البعوض. لقد وسعت الزاعجة المصرية والزاعجة البيضاء نطاقها الجغرافي في العقود القليلة الماضية. وقد أدى التحضر وتغير المناخ والسفر الجوي والمواصلات وتضاؤل ​​جهود المكافحة التي تقع تحت رحمة عوامل اقتصادية وسياسية إلى انتشار هذا البعوض في مناطق جديدة وعودته إلى مناطق تم استئصالها سابقًا.

على سبيل المثال ، في أمريكا اللاتينية ، أدت حملات استئصال البعوض القارية في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي بقيادة منظمة الصحة للبلدان الأمريكية لمكافحة الحمى الصفراء إلى تقليص نطاق الزاعجة المصرية بشكل كبير. ومع ذلك ، بعد هذا النجاح ، تضاءل الاهتمام بالحفاظ على برامج مكافحة البعوض ، وبين 1980 و 2000 ، عادت البعوضة بالكامل.

الطبقة الثالثة ، المضيفات الحساسة ، مهمة أيضًا. على سبيل المثال ، يميل فيروس الشيكونغونيا إلى إصابة أجزاء كبيرة جدًا من السكان عندما يغزو منطقة ما لأول مرة. ولكن بمجرد أن ينتشر الفيروس عبر جزيرة صغيرة ، قد يتلاشى الفيروس بسبب وجود عدد قليل جدًا من العوائل المعرضة للإصابة به.

نظرًا لأن زيكا جديد في الأمريكتين ، فهناك عدد كبير من المضيفين المعرضين للإصابة الذين تعرضوا لـ & rsquot سابقًا. في دولة كبيرة ، البرازيل على سبيل المثال ، يمكن للفيروس أن يستمر في الانتشار دون نفاد المضيفات المعرضة للإصابة لفترة طويلة.

الطبقة الرابعة هي دخول الفيروس. قد يكون من الصعب جدًا تحديد وقت ظهور الفيروس في مكان معين. ومع ذلك ، فقد ربطت الدراسات زيادة السفر الجوي بانتشار فيروسات معينة مثل حمى الضنك.

عندما تتماشى هذه العوامل المتعددة ، فإنها تخلق الظروف اللازمة لبدء تفشي المرض.

وضع الطبقات معًا

ندرس أنا وزملائي دور هذه & ldquolayers & rdquo من حيث صلتها بتفشي فيروس آخر ينقله البعوض ، فيروس Madariaga (المعروف سابقًا باسم فيروس التهاب الدماغ الشرقي في أمريكا الوسطى والجنوبية) ، والذي تسبب في العديد من حالات التهاب الدماغ في منطقة غابة دارين في بنما.

هناك ، ندرس العلاقة بين إزالة الغابات ، وعوامل ناقلات البعوض ، وقابلية المهاجرين للتأثر مقارنة بالسكان الأصليين في المنطقة المتضررة.

في عالمنا المترابط للغاية والذي يخضع لتغير بيئي هائل ، يمكننا أن نتوقع تفشيًا مستمرًا للفيروسات التي تنشأ في المناطق النائية بأسماء لا يمكننا نطقها حتى الآن.


من أين تأتي الفيروسات الجديدة؟

حقيقة أن فيروس زيكا نشأ في قرد ليس فريدًا من نوعه ، حيث تأتي معظم الفيروسات الجديدة في الأصل من حيوانات أخرى غير بشرية. مثل فيروس زيكا ، تنشأ العديد من هذه الأمراض في المناطق الاستوائية. غالبًا ما يتحد الطقس الدافئ الرطب مع وفرة كبيرة وتنوع في كل من البعوض والثدييات لخلق عاصفة مثالية من العوامل المؤاتية لتكوين فيروسات جديدة. يعطي عدد أكبر من الحيوانات للفيروسات المزيد من الفرص للتطور ، وبمجرد حدوث ذلك ، ينقل البعوض بسرعة إلى الحيوانات الأخرى.

مصدر آخر مهم للفيروسات الجديدة هو الزراعة. في هذه الأماكن ، غالبًا ما يعيش الأشخاص والحيوانات معًا في ظروف مزدحمة وغير صحية ، مما يجعلها مثالية لانتشار الفيروسات. أحد الأمثلة على ذلك هو فيروس الطاعون البقري (RPV) ، الذي تسبب في الطاعون البقري في الماشية وتم القضاء عليه في عام 2011 ، ولكن ليس قبل أن يتطور ليسبب مرضًا بشريًا جديدًا: الحصبة.


من الالتهابات الخفيفة إلى الشديدة

نوع من الفيروسات المصفرة ، كان زيكا نادرًا نسبيًا ومعروفًا أنه يسبب في الغالب عدوى حميدة في البشر حتى تفشي الأوبئة الأخيرة في أمريكا الوسطى والجنوبية ، بما في ذلك البرازيل. ربط مسؤولو الصحة العدوى الفيروسية أثناء الحمل بالتشوهات الخلقية في الدماغ ، بما في ذلك صغر الرأس ، أثناء نمو الجنين.

أظهر مختبر Zhiheng Xu في معهد علم الوراثة وعلم الأحياء التنموي في الأكاديمية الصينية للعلوم سابقًا قدرة فيروس زيكا على التسبب في صغر الرأس في الفئران. بالتعاون مع عالم الفيروسات Cheng-Feng Qin من مختبر الدولة الرئيسي لمسببات الأمراض والأمن البيولوجي في بكين وزملاؤه ، سعى إلى فهم ما إذا كانت سلالات زيكا التي تسبب الوباء مؤخرًا من المرجح أن تسبب صغر رأس الجنين أكثر من السلالات القديمة وما قد يكون مسؤولاً عن تلك الاختلافات.

لا يشير العمل إلى أن طفرة S139N هي المسؤولة وحدها عن قدرة فيروس زيكا على التسبب في صغر الرأس لدى البشر.

وجد الفريق أن ثلاث سلالات من زيكا 2015-2016 ، عند حقنها في أدمغة فئران عمرها يوم واحد ، أدت إلى وفيات بنسبة 100 في المائة ، في حين أن سلالة أسلاف آسيوية ، تم عزلها في عام 2010 ، أدت إلى معدل وفيات بنسبة 16.7 في المائة. أدى حقن سلالات زيكا الأمريكيتين مباشرة في أدمغة أجنة الفئران بما يعادل الثلث الثاني من الحمل البشري إلى صغر الرأس بعد خمسة أيام ، إلا أن تجربة العدوى نفسها التي أجريت مع سلالة الأجداد أدت إلى تلف دماغي أقل حدة.

من سلالة الأجداد ، قام الباحثون بعد ذلك ببناء سبعة فيروسات متحولة مختلفة ، كل منها باستبدال أحماض أمينية واحدة تم التعرف عليها في سلالات زيكا الأحدث. من بين هؤلاء السبعة ، أظهر الفيروس المتحور S139N - الذي يحل فيه الأسباراجين محل السيرين في البروتين السطحي - أشد ضراوة في أدمغة الفئران الوليدية. يقول موتري: "على الرغم من أن هذه هي نماذج الفئران المصابة في المختبر ، بعيدًا عن الطريقة التي تحدث بها العدوى عند البشر ، فهذه تجربة رائعة جدًا تُظهر أن الطفرة يمكن أن تسبب صغر الرأس الشديد".

سلالة متحولة S139N ، مقارنة بالسلالة من النوع البري ، عززت أيضًا قدرة النسخ المتماثل في الخلايا العصبية البشرية (NPCs).


حتى عن زيكا.

كيف يتسبب فيروس زيكا بالضبط في حدوث عيوب خلقية معينة عند الرضع؟

أيضًا ، هل هناك احتمال في أماكن مثل أوغندا حيث نشأ أن بعض السكان الأصليين قد طوروا بالفعل مناعة ضد الفيروس؟

كيف يستمر زيكا إذا كان هناك أشخاص يتم اختيارهم بشكل طبيعي لمقاومة الفيروس؟ هل لها علاقة بدورة حياة الفيروس أو ربما بالطبيعة غير المتجانسة لجيناتنا؟

أنا أعمل في مختبر علم الفيروسات وقمنا مؤخرًا بدراسة فيروس زيكا بأنفسنا ، لذلك سأحاول الإجابة على هذه الأسئلة بأفضل ما لدي.

نحن لا نعرف تمامًا سبب حدوث هذه العيوب الخلقية. نحن نعلم أن فيروس زيكا يمكن أن يصيب الخلايا العصبية التي قد تساهم في حدوث بعض العيوب الخلقية. هذه العيوب هي أيضًا جديدة للغاية بالنسبة لفيروس زيكا ، وقد ثبت أنها تحدث فقط مع سلالة بورتوريكو حتى الآن في الطبيعة. في الواقع ، لم يثبت أن عائلة الفيروسات التي ينتمي إليها زيكا ، Flaviviridae ، تسبب أي صغر رأس. بعض الفيروسات في هذه العائلة مثل غرب النيل سم تسبب التهاب الدماغ ، فمن يدري. ربما يمكن أن يكون زيكا في المستقبل أيضًا.

بالتااكيد. انظر عندما ظهر فيروس زيكا لأول مرة أنه تسبب فقط في مرض شبيه بالإنفلونزا ، في الواقع معظم سلالات الفيروس لا تسبب سوى هذه الأنفلونزا الخفيفة. كما ذكرت سابقًا ، تسبب سلالة بورتوريكو تلك التأثيرات الأكثر خطورة ، مثل صغر الرأس ، لكن هذه السلالة تأتي من سلالة منفصلة داخل فيروس زيكا ، النسب الآسيوي. سلالة & quotoriginally & quot المكتشفة في أوغندا تأتي من سلالة أفريقية ، والتي من المعروف حقًا أنها تسبب مرضًا شبيهًا بالإنفلونزا ، وأعتقد أن عددًا قليلاً جدًا من الناس قد تعرضوا وبالتالي طوروا مناعة.

لست متأكدًا جدًا من كيفية الرد على هذا. لم أسمع شخصيًا أبدًا عن أناس يقاومون بشكل طبيعي ، على ما أعتقد ، لكن هذا سيكون مثيرًا للاهتمام إذا كان صحيحًا. أعتقد أن زيكا قادر على الاستمرار لأنه مثل معظم الفيروسات ، لديه القدرة على التحور والتغيير قليلاً. Now it doesn't mutate quickly like retroviruses like HIV, but I think since it is able to mutate this may be why it can still persist. It could also be a herd immunity type situation where if it is traveling to new area where people have never seen I, it will cause an outbreak. but eventually people will have immunity against the virus and it won't be able to cause such huge outbreaks until it mutates again.


How Zika Became So Dangerous For Babies

Twins Heloisa (left) and Heloa Barbosa, both born with microcephaly, had a one-year birthday party on April 16 in Areia, Brazil. Their mother says she contracted the Zika virus during pregnancy. Mario Tama/Getty Images إخفاء التسمية التوضيحية

Twins Heloisa (left) and Heloa Barbosa, both born with microcephaly, had a one-year birthday party on April 16 in Areia, Brazil. Their mother says she contracted the Zika virus during pregnancy.

Scientists have started to unravel a key mystery about the Zika virus. And the findings are almost unbelievable.

"When I first started reading the study, I said, 'Oh, my gosh, that's amazing,' says molecular biologist Alysson Muotri, at the University of California, San Diego, who wasn't involved in the study.

The study — published Thursday in the journal علم — demonstrates how an obscure virus may have transformed into a global threat almost overnight.

For decades, Zika had been a relatively innocuous disease. Since its discovery in 1947, the mosquito-borne virus had been circulating around Africa and Asia, almost undetected. It caused only a mild illness — a fever, a rash and joint pain. About 80 percent of people had no symptoms at all. And outbreaks tended to be small.

Goats and Soda

Why Zika Is Especially Hard On The Women Of Brazil

Then, in 2015, all that changed. The virus caused a massive outbreak in Brazil. Women there started giving birth to babies with severe brain damage and abnormally small heads — a birth defect called microcephaly.

Scientists quickly linked the defect to an infection with Zika in utero. To date, about 3,000 babies in Brazil have microcephaly because of Zika, the Pan American Health Organization reports. Suddenly this obscure virus had turned into a global threat.

Then the big question became: Why? Why did the virus's behavior change so suddenly? Two main hypotheses emerged:

1. Perhaps Zika had always been raising the risk of microcephaly for babies, but the extra cases went undetected in many places because outbreaks were small. And the risk was low.

2. Or maybe the virus had evolved. Maybe in the past couple of years, it had mutated in a way that made the virus more toxic to fetal brains.

Now researchers in Beijing have evidence that the latter is true. A single mutation — just one change in the virus's genes — dramatically increases Zika's ability to damage fetal neurons and leads to more severe cases of microcephaly in mice, the team reports.

"In my naive perception, I thought the virus would have needed a combination of different mutations to start causing this severe form of microcephaly," Muotri says. "Finding a single mutation is sufficient is unexpected — and a bit scary."

The study estimates that Zika picked up this mutation sometime around 2012 and 2013, right before the first cases of microcephaly appeared in the Pacific Islands and before the outbreak began in Brazil.

"That timing is striking," says Hongjun Song, a neuroscientist at the University of Pennsylvania, who wasn't involved with the study.

"It adds more support to the possibility that this mutation is the causal factor," he adds. "But there's really no way to know for sure because we can't do the same experiments in humans."

In the new study, Cheng-Feng Qin and his colleagues at the Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology analyzed different versions of Zika: three modern strains isolated from people in 2015 and 2016 and one older strain isolated in 2010.

When they injected the Zika strains into the brains of developing mice, the three modern versions caused 100 percent mortality. By comparison, the older strain killed fewer than 20 percent of the animals. The modern strain also caused more severe microcephaly than the old strain.

To figure out what makes the modern strains so deadly, the researchers sequenced the viruses' genomes and identified a handful of mutations that have cropped up in the virus over the past few years.

They then added these mutations — one by one — to the older strain to see if the mutations alter the virus's toxicity. One mutation stood out from the rest. The mutation boosted the older strain's ability to kill fetal neurons and cause microcephaly. The inverse was also true: Removing the mutation from the modern strain reduced its toxicity.

"This one mutation was required and sufficient for causing severe microcephaly in the mice," says Guo-li Ming, who is also a neuroscientist at the University of Pennsylvania and Song's collaborator.

Although this mutation is likely a huge piece of the Zika puzzle, it's not the complete picture, she says. Other mutations in the modern strain also boost the virus's ability to cause microcephaly.

"If you really look into the data," Ming says, "you see that the one key mutation doesn't completely convert the older strain into the modern strain, in terms of toxicity."

And the study also doesn't rule out the possibility that an environmental factor made the virus even more toxic to fetal brains in Brazil, Song says.

"It's not that the initial strain from Africa is completely innocuous for fetal brains or that the American strain causes microcephaly every time a pregnant woman is infected," Song says. "The two strains lie on a spectrum. And mutations have likely pushed the American strain toward the more toxic end of the spectrum."

Nevertheless, the study demonstrates how quickly viruses can evolve, Song says.

"It is a really a good example of what nature can do," he says. "And it's scary. One unlucky change — which happens all the time — can cause a big unlucky event down the road."


Small genetic accident made Zika more dangerous

A genetic mutation in the Zika virus occurred in 2013, a study finds. It boosted the ability of this virus to damage nerve cells in developing brains. That may help explain a relatively recent surge in birth defects after pregnant women became infected.

Sumaia Villela/Agência Brasil/Wikimedia Commons (CC BY 3.0 BR)

شارك هذا:

November 8, 2017 at 6:45 am

A single genetic change — or mutation — made the Zika virus far more dangerous, a new study suggests. That change upped the ability of the virus to kill nerve cells in the brain of a developing baby.

The mutation changed just one حمض أميني in a protein that the gene instructs a cell to make. That altered protein helps the Zika virus kill brain cells more easily. It also may increase the risk of a birth defect called microcephaly (My-kroh-SEFF-uh-lee). Babies born with this condition have heads and brains that are abnormally small.

المعلمين وأولياء الأمور ، اشترك في ورقة الغش

تحديثات أسبوعية لمساعدتك في الاستخدام أخبار العلوم للطلاب في بيئة التعلم

Explainer: What is a virus?

Researchers reported their new results September 28 in علم.

Those scientists calculated that the mutation arose around May 2013. This was shortly before a Zika outbreak in French Polynesia. That’s a nation of islands in the South Pacific.

Mosquitoes spread the virus, which was discovered decades ago. But Zika wasn’t linked to high rates of microcephaly until a Brazil outbreak in 2015 and 2016. That’s when high numbers of women infected with Zika started giving birth to babies with small heads.

Researchers weren’t sure why Zika suddenly seemed to cause this birth defect, says Pei-Yong Shi. انه virologist at the University of Texas Medical Branch at Galveston. Researchers have considered several possibilities. Maybe the virus caused microcephaly before, but no one noticed. Perhaps the immune systems of people in South America just didn’t know how to fight it. Maybe they had a higher genetic risk. Or perhaps some earlier infection with a different virus somehow made Zika worse.

Shi and a team in China had a different idea. They thought a change in the virus itself might be responsible for the birth defect.

Strains are microbes that belong to the same species but differ slightly in their genes and behaviors. The researchers compared a أضنى of Zika that came from a patient in Cambodia in 2010 to three other strains. Those others came from patients in 2015 or 2016 who had become infected in South America (Venezuela), on a South Pacific island (Samoa) and on a Caribbean island (Martinique). The team found each of these three strains from the recent epidemic shared seven genetic differences from the Cambodian virus.

Scientists Say: Zika

Researchers then made seven versions of the Cambodian virus. Each of these lab-made types contained one — and only one — of the different gene versions that had been seen in the epidemic strains. The team then infected the brains of fetal mice with these tweaked versions of the Cambodian strain.

A strain with one of the mutations seen in the epidemic version of the virus killed more brain cells in fetal mice than the earlier, Cambodian strain did. This mutant virus also attacked and killed human brain cells that were grown in lab dishes.

“That’s pretty convincing evidence that [that mutation] at least plays some role in what we’re seeing now,” says Anthony Fauci. He directs the National Institute of Allergy and Infectious Diseases. It’s part of the National Institutes of Health in Bethesda, Md.

The mutation changes an amino acid in a protein that Zika instructs cells to make. That protein is called prM. It helps the virus mature within infected cells. It also helps them get out of those cells to infect others. Shi and colleagues don’t yet know why this protein variant should help the virus kill brain cells, too.

The change in prM probably isn’t the whole reason Zika may cause smaller brains, Shi says. The Cambodian strain also led to the death of a few brain cells. But it may not kill enough to cause the birth defect. Shi and his colleagues believe other changes in the virus exaggerate its risks. In May, for instance, his team described another mutation seen in the epidemic strains. It makes Zika dangerous in a different way. It makes it easier for virus to infect mosquitoes.

Brain cells from different people vary in their susceptibility to Zika infections, says Scott Weaver. He’s an infectious-disease researcher. Although he also works at the University of Texas Medical Branch, he was not part of Shi’s team. Weaver says scientists need to do more work. They should study cells from more people to see how the different versions of virus affect them. The scientists also should probe Zika’s effects in nonhuman primates. If they respond similarly, that might confirm that this mutation is really behind microcephaly.

كلمات القوة

حساسية The inappropriate reaction by the body&rsquos immune system to a normally harmless substance. Untreated, a particularly severe reaction can lead to death.

سلوك The way something, often a person or other organism, acts towards others, or conducts itself.

منطقة البحر الكاريبي The name of a sea that runs from the Atlantic Ocean in the East to Mexico and Central American nations in the West, and from the southern coasts of Cuba, the Dominican Republic and Puerto Rico down to the northern coasts of Venezuela and Brazil. The term is also used to refer to the culture of nations that border on or are islands in the sea.

زنزانة أصغر وحدة هيكلية ووظيفية للكائن الحي. عادةً ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، وتتكون من سائل مائي محاط بغشاء أو جدار. اعتمادًا على حجمها ، تتكون الحيوانات في أي مكان من آلاف إلى تريليونات من الخلايا. تتكون معظم الكائنات الحية ، مثل الخمائر والعفن والبكتيريا وبعض الطحالب ، من خلية واحدة فقط.

كلية Someone who works with another a co-worker or team member.

وباء A widespread outbreak of an infectious disease that sickens many people (or other organisms) in a community at the same time. The term also may be applied to non-infectious diseases or conditions that have spread in a similar way.

الجين (adj. genetic) A segment of DNA that codes, or holds instructions, for a cell&rsquos production of a protein. النسل يرث الجينات من والديهم. تؤثر الجينات في شكل الكائن الحي ويتصرف.

وراثي Having to do with chromosomes, DNA and the genes contained within DNA. يُعرف مجال العلوم الذي يتعامل مع هذه التعليمات البيولوجية باسم علم الوراثة. الأشخاص الذين يعملون في هذا المجال هم علماء وراثة.

منيع (adj.) Having to do with the immunity. (ت) قادرة على درء عدوى معينة. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام هذا المصطلح ليعني أن الكائن الحي لا يظهر أي آثار من التعرض لسم أو عملية معينة. بشكل عام ، قد يشير المصطلح إلى أن شيئًا ما لا يمكن أن يتأذى بسبب عقار أو مرض أو مادة كيميائية معينة.

الجهاز المناعي جمع الخلايا واستجاباتها التي تساعد الجسم على مقاومة العدوى والتعامل مع المواد الغريبة التي قد تثير الحساسية.

تصيب To spread a disease from one organism to another. This usually involves introducing some sort of disease-causing germ to an individual.

عدوى مرض يمكن أن ينتقل من كائن حي إلى آخر. It&rsquos usually caused by some type of germ.

معد An adjective that describes a type of germ that can be transmitted to people, animals or other living things.

ناضجة (adj.) Connoting an adult individual or full-grown and fully developed (non-juvenile) form of something. (verb) To develop toward &mdash or into &mdash a more complex and full-grown form of some individual, be it a plant, animal or microbe.

ميكروب Short for microorganism. كائن حي أصغر من أن تراه بالعين المجردة ، بما في ذلك البكتيريا وبعض الفطريات والعديد من الكائنات الحية الأخرى مثل الأميبا. يتكون معظمها من خلية واحدة.

microcephaly A condition that leaves babies with abnormally small heads and partially developed brains.

طفره (v. mutate) Some change that occurs to a gene in an organism&rsquos DNA. تحدث بعض الطفرات بشكل طبيعي. يمكن أن تحدث عوامل خارجية أخرى ، مثل التلوث أو الإشعاع أو الأدوية أو أي شيء في النظام الغذائي. يشار إلى الجين مع هذا التغيير على أنه متحولة.

المعاهد الوطنية للصحة (or NIH) This is the largest biomedical research organization in the world. A part of the U.S. government, it consists of 21 separate institutes &mdash such as the National Cancer Institute and the National Human Genome Research Institute &mdash and six additional centers. Most are located on a 300 acre facility in Bethesda, Md., a campus containing 75 buildings. The institutes employ nearly 6,000 scientists and provide research funding to more than 300,000 additional researchers working at more than 2,500 other institutions around the world.

عصب A long, delicate fiber that transmits signals across the body of an animal. An animal&rsquos backbone contains many nerves, some of which control the movement of its legs or fins, and some of which convey sensations such as hot, cold or pain.

نشوب The sudden emergence of disease in a population of people or animals. يمكن أيضًا تطبيق المصطلح على الظهور المفاجئ لظواهر طبيعية مدمرة ، مثل الزلازل أو الأعاصير.

المحيط الهادئ The largest of the world&rsquos five oceans. It separates Asia and Australia to the west from North and South America to the east.

الرئيسيات The order of mammals that includes humans, apes, monkeys and related animals (such as tarsiers, the Daubentonia and other lemurs).

بروتين A compound made from one or more long chains of amino acids. البروتينات هي جزء أساسي من جميع الكائنات الحية. أنها تشكل أساس الخلايا الحية والعضلات والأنسجة كما أنها تقوم بالعمل داخل الخلايا. Among the better-known, stand-alone proteins are the hemoglobin (in blood) and the antibodies (also in blood) that attempt to fight infections. كثيرا ما تعمل الأدوية عن طريق الالتصاق بالبروتينات.

مخاطرة الفرصة أو الاحتمال الرياضي لحدوث شيء سيء. على سبيل المثال ، يشكل التعرض للإشعاع خطر الإصابة بالسرطان. أو خطر و [مدش] أو خطر و [مدش] نفسها. (على سبيل المثال: من بين مخاطر الإصابة بالسرطان التي واجهها الناس الإشعاع ومياه الشرب الملوثة بالزرنيخ.)

محيط مجموعة من الكائنات الحية المتشابهة القادرة على إنتاج نسل يمكنه البقاء والتكاثر.

أضنى (in biology) Organisms that belong to the same species that share some small but definable characteristics. For example, biologists breed certain strains of mice that may have a particular susceptibility to disease. Certain bacteria or viruses may develop one or more mutations that turn them into a strain that is immune to the ordinarily lethal effect of one or more drugs.

variant A version of something that may come in different forms. (in biology) Members of a species that possess some feature (size, coloration or lifespan, for example) that make them distinct. (in genetics) A gene having a slight mutation that may have left its host species somewhat better adapted for its environment.

virologist A researcher who studies viruses and the diseases they cause.

فايروس Tiny infectious particles consisting of RNA or DNA surrounded by protein. يمكن للفيروسات أن تتكاثر فقط عن طريق حقن مادتها الجينية في خلايا الكائنات الحية. على الرغم من أن العلماء كثيرًا ما يشيرون إلى الفيروسات على أنها حية أو ميتة ، في الواقع لا يوجد فيروس على قيد الحياة حقًا. It doesn&rsquot eat like animals do, or make its own food the way plants do. يجب أن تختطف الآلية الخلوية للخلية الحية من أجل البقاء.

Zika A viral disease that can be transmitted to humans via mosquitoes. About 20 percent of infected people get sick. Symptoms include a slight fever, rash and pinkeye and usually fade quickly. A growing body of evidence suggests that the virus could also cause a devastating birth defect &mdash microcephaly. Evidence suggests it may also cause neurological conditions such as Guillain-Barré syndrome.

اقتباسات

مجلة: L. Yuan et al. A single mutation in the prM protein of Zika virus contributes to fetal microcephaly. علم. Published online September 28, 2017. doi: 10.1126/science.aam7120.

حول تينا هيسمان ساي

تينا هيسمان ساي هي كاتبة أولى في فريق العمل وتقارير عن البيولوجيا الجزيئية. هي حاصلة على دكتوراه. في علم الوراثة الجزيئي من جامعة واشنطن في سانت لويس ودرجة الماجستير في الصحافة العلمية من جامعة بوسطن.

موارد الفصل الدراسي لهذه المقالة مزيد من المعلومات

تتوفر موارد المعلم المجانية لهذه المقالة. سجل للوصول:


A Single Mutation Helps Modern Zika Cause Birth Defects

A tiny change&mdashjust one mutation&mdashappears to have boosted the modern Zika virus&rsquos ability to attack fetal brain cells, fueling the wave of birth defects involving microcephaly (small head size) that recently swept across the Americas. The findings are reported Thursday in علم.

Researchers in China found that a single swap of amino acids&mdashfrom serine to asparagine&mdashon a structural protein of the Zika virus occurred a few months before the pathogen first took off in French Polynesia in 2013.

The team&rsquos results may begin to answer an outstanding question from the Zika epidemic: Why have Zika-related microcephaly and other brain abnormalities been seen in areas hard-hit by outbreaks in the past few years but not in the decades following the virus&rsquos discovery in 1947? One theory is that the Zika&ndashmicrocephaly connection previously flew under the radar because there were too few cases to see the link. Another leading theory is that something about the modern virus has changed, allowing it to infect brain cells more efficiently than its ancestors could. The new work suggests the latter is true. &ldquoThis is a very good study and it gives a plausible explanation that is scientifically based,&rdquo says Anthony Fauci, director of the National Institute of Allergy and Infectious Diseases at the U.S. National Institutes of Health. He adds that the results will be further strengthened if other groups replicate them.

Not all changes in a pathogen are significant. Viruses continually mutate as they replicate, which has made identifying functionally important changes difficult. But the Chinese research team catalogued the differences between modern Zika and an ancestral strain isolated from a patient in Cambodia in 2010, and then employed computer modeling software that suggested a singular amino acid mutation&mdashcalled an S139N substitution&mdashwas likely important.

The researchers tested that idea by infecting newborn mice (which developmentally resemble a human fetus) with different lab-made versions of Zika. They found virus with the S139N mutation caused the most damage to the animals&rsquo brain cells. Next the scientists confirmed their findings using reverse genetics&mdashswapping a single replacement mutation for S139N into an otherwise identical Zika virus. The team infected newborn mice with either of the two versions of Zika, and found the S139N-free version was less harmful to the animals. They also replicated some of their testing in human neural stem cells in the lab, and noted the modern Zika virus killed more cells than an ancestral strain.

Exactly how the S139N mutation strengthens Zika&rsquos ability to infect brain cells remains unknown. Because the mutation is within a protein that helps form the virus&rsquos structure, it may have something to do with binding&mdashperhaps allowing the virus to bind to cells with greater affinity, Fauci says.

Even with this new finding, the Chinese researchers still concede their study is likely not the final word on what causes Zika-linked microcephaly. They discovered the S139N swap caused the most severe clinical outcomes but they also note other modern Zika virus strains without this mutation (some occurring in the wild and others that were lab-made) could also cause mild microcephaly and other cellular harm to mice. &ldquoBesides host factors [such as low immunity to the virus in affected communities], there are definitely some other unknown viral proteins or amino acids that may contribute to the complex pathogenesis of microcephaly&mdashindependently or synergistically,&rdquo says lead author Chen-Feng Qin, chair of the Department of Virology at the Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology.

&ldquoOur study identified a unique genetic determinant that links to severe microcephaly,&rdquo Qin adds. The work may have other implications for Zika control, too. Qin says subsequent experiments for testing vaccine or antiviral drug efficacy should use contemporary strains with the S139N mutation. And Qin also cautions: Any future Zika vaccine that includes a live but crippled form of the virus&mdashlike one currently in development at the NIH&mdashshould not contain this harmful mutation, even though the virus is attenuated (altered to become less virulent).* The NIH says its candidate vaccine&mdashwhich contains the S139N mutation&mdashdid not damage brain tissue in earlier monkey tests. NIH senior associate scientist Stephen Whitehead, who led those experiments, says the new findings (that involved mice with the virus administered into their brains) may not reflect how primates would respond to viruses injected through their skin.

Still, removing potentially problematic mutations is something Fauci says may be worth considering. &ldquoIf you have something with a neurotrophic (nervous system&ndashrelated) mutation and are making a live-attenuated vaccine,&rdquo he explains, &ldquoit would make sense to delete that and not have a mutation there.&rdquo

*Editor's Note (9/28/17): This sentence was edited after posting. The original erroneously stated this live-virus vaccine was being tested by the NIH in phase I trials in South America.