發(fā)現(xiàn)新病毒在歷史上一直偏向于表現(xiàn)出疾病癥狀的人和動物 - 如咳嗽，發(fā)燒或皮膚水皰。但是以這種方式發(fā)現(xiàn)病毒有兩個挑戰(zhàn)。首先，它只是識別導(dǎo)致它的傳染性病毒的漫長而艱苦的過程的開始。第二個更重要的原因是它遺漏了可能由其他物種傳播而可能出現(xiàn)的潛在致命病毒，這些病毒沒有任何明顯的感染跡象。

艾滋病毒或埃博拉就是這方面的例子。兩者都會造成人類傷害，但在他們的本土宿主中卻沒有被注意到 - 在艾滋病毒的情況下猴子和黑猩猩，以及可能用于埃博拉病毒的蝙蝠。

一種可能的解決方案是使用DNA測序。最近技術(shù)的出現(xiàn)使測序DNA變得更快，更便宜。這意味著公共基因組數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在有數(shù)PB的DNA序列數(shù)據(jù)可以提供數(shù)PB(數(shù)PB為100萬千兆字節(jié))。這種所謂的下一代測序也催生了宏基因組學(xué)，科學(xué)家們可以挖出一些污垢(或其他任何東西)，并對其中的所有物質(zhì)進(jìn)行排序。

這意味著科學(xué)家現(xiàn)在可以使用DNA測序發(fā)現(xiàn)新的病毒。神奇的是，他們甚至不必知道病毒是什么樣的，或者它是否會導(dǎo)致疾病。這種粒度水平意味著科學(xué)家們可以檢測到微小的病毒DNA，這些DNA恰好存在于宿主的血液或組織樣本中。

許多科學(xué)家對動物或植物的DNA進(jìn)行測序，將這種病毒DNA視為一種滋擾 - 流氓污染物，需要從DNA測序結(jié)果中過濾掉。

但我們采取了不同的看法。如果病毒DNA錯過了機(jī)會怎么辦?因此，我們開始測試大量在線DNA數(shù)據(jù)庫可以用作發(fā)現(xiàn)病毒的資源的想法 - 即使沒有為此目的明確收集數(shù)據(jù)。

在我們的研究中，我們檢查了50種魚的基因組，揭示了15種魚類中的病毒DNA，包括大西洋鮭魚和虹鱒魚。我們通過應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘方法來做到這一點(diǎn)。我們的目的是確定感染魚類的一組皰疹病毒 - alloherpesviruses的新成員。

我們的研究結(jié)果揭示了魚類中這些病毒的全新理解前沿。到目前為止，盡管水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)大量增長，并且新出現(xiàn)的傳染病可能造成潛在的危害，但迄今為止只發(fā)現(xiàn)了少數(shù)。這包括經(jīng)濟(jì)損失，對食物供應(yīng)鏈的威脅以及對野外魚類的危害。

尚未見到在15種不同的魚中鑒定的任何病毒序列是否能夠形成感染性病毒顆粒，或者它們是否會引起疾病。但這是一個開始。已經(jīng)知道這些潛在病原體的基因組序列的一個主要優(yōu)點(diǎn)是它們可以用于幫助確定疾病的原因。

新的病毒家族

我們的方法的關(guān)鍵是將進(jìn)化生物學(xué)與用于分析大量DNA序列數(shù)據(jù)的技術(shù)相結(jié)合。這一策略來自于古代病理學(xué)的新領(lǐng)域- 對病毒的研究已經(jīng)整合到宿主的DNA中，有時甚至是數(shù)百萬年前。

我們在2014年的一項(xiàng)研究中首次發(fā)現(xiàn)了使用這種方法的潛力。我們在菲律賓眼鏡猴中尋找古老的病毒，發(fā)現(xiàn)了兩種現(xiàn)代病毒以及古老的皰疹病毒。我們意識到該技術(shù)可以應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)新病毒。

在我們最新的研究中，我們建立了尋找新型alloherpesviruses的技術(shù)。事實(shí)上，我們找到了比我們討價還價更多的東西。我們發(fā)現(xiàn)了一系列不尋常的病毒，甚至可能是與alloherpesviruses相關(guān)的新病毒家族，而不是新型的alloherpesviruses。

為了確認(rèn)這不僅僅是實(shí)驗(yàn)室污染物或數(shù)據(jù)處理錯誤，我們訪問了當(dāng)?shù)爻泻蛪鬯镜暌垣@取額外樣品。實(shí)驗(yàn)室工作證實(shí)，碎片也存在于商業(yè)樣品中。

識別疾病

使用這種方法識別新病毒尚不常見。但是我們的研究證明了我們已有的數(shù)據(jù)的價值。

我們的知識仍然存在差距：例如，在15種不同的魚中能夠形成感染性病毒顆粒的任何病毒序列是什么?它們會導(dǎo)致疾病嗎?

盡管我們還不能回答這些問題，但了解這些病毒有兩個原因：第一，我們現(xiàn)在知道一系列可能對漁業(yè)有用的新病毒。其次，雖然傳染性病毒甚至可能不會在其天然寄主魚中引起疾病??，但存在跨物種傳播給其他物種的風(fēng)險(xiǎn)。隨著養(yǎng)殖漁業(yè)的持續(xù)增長，有可能轉(zhuǎn)移到其他養(yǎng)殖魚類或野生種群。然而，傳播給人類的風(fēng)險(xiǎn)要低得多。

除了這項(xiàng)研究，我們還可以捕獲各種不同物種的新病毒。一種策略可能是從我們已經(jīng)知道有罪傳染病的罪犯開始。例如，蝙蝠和嚙齒動物因其似乎對其具有免疫力的傳染病儲備而臭名昭著。蚊子等昆蟲也是危害人類的病毒性疾病(如寨卡病毒)的攜帶者。

現(xiàn)在，這一發(fā)展使我們有可能在下一次爆發(fā)之前應(yīng)用我們的方法來發(fā)現(xiàn)其他病毒。