病毒在與免疫系統(tǒng)的軍備競賽中上升

在宿主和病原體之間進化的軍備競賽的典型例子中，1950年引入的用于控制澳大利亞兔群的粘液瘤病毒已經(jīng)發(fā)展出一種新的致命的能力來抑制宿主兔的免疫反應(yīng)。新的研究表明，20世紀(jì)90年代收集的病毒在關(guān)閉從未暴露于病毒的兔子的免疫系統(tǒng)方面比20世紀(jì)50年代的病毒更有效。

“當(dāng)宿主對病毒產(chǎn)生抗藥性時，病毒通常會逐漸發(fā)展出逃避宿主免疫反應(yīng)的方法，”賓夕法尼亞州立大學(xué)生物技術(shù)與生物技術(shù)教授Evan Pugh和該研究的作者安德魯瑞德說。粘液瘤病毒不是躲避兔子的免疫反應(yīng)，而是進化出直接抑制它的方法，導(dǎo)致病毒的發(fā)展對非抗性兔子更致命。“

描述這項新研究的論文發(fā)表于2017年8月14日的一周，發(fā)表在“美國國家科學(xué)院院刊”上。該研究表明，通過選擇性育種，基因工程或免疫來人為地增加對病毒的抗性的努力 - 除非它們完全阻止病毒的傳播 - 可能加速軍備競賽，產(chǎn)生更強毒力的病毒。

野生歐洲兔子在19世紀(jì)被引入澳大利亞并迅速傳播，對土地造成嚴(yán)重破壞并破壞莊稼。粘液瘤病毒最初在減少這些入侵者的數(shù)量方面非常有效。引入的病毒株在南美洲的不同種類的兔子中發(fā)展。當(dāng)時的科學(xué)家們有興趣了解病毒如何在這個新的歐洲主機中進化。

“該系統(tǒng)自20世紀(jì)50年代以來一直被研究作為進化軍備競賽的典型例子，”澳大利亞悉尼大學(xué)的Peter Kerr說道，該論文的主要作者。“兔子進化出了抵抗力，病毒進化出了抵抗這種抵抗的方式，并且這種方式一直在不斷升級。我們想知道自20世紀(jì)80年代初研究以來軍備競賽是如何繼續(xù)的。 “

研究小組將20世紀(jì)90年代收集的病毒與1950年引入澳大利亞的原始菌株進行了比較。“我們可以比較一種病毒在我們稱之為'普通花園'的過程中是多么令人討厭，”Read說。“在這種情況下，沒有暴露于粘液瘤病毒的實驗室兔子提供了普通的花園 - 他們沒有產(chǎn)生對霉菌病的抵抗力，因此我們可以比較它們對不同時代病毒的反應(yīng)。”

20世紀(jì)90年代的許多病毒都具有極強的毒力，但感染它們的實驗室兔子并未出現(xiàn)與粘液瘤感染有關(guān)的常見癥狀，包括皮膚病變和高燒。相反，這些兔子產(chǎn)生了嚴(yán)重的免疫系統(tǒng)抑制，導(dǎo)致大量的細(xì)菌感染和急性塌陷綜合征，類似于敗血癥。

“20世紀(jì)90年代感染病毒的兔子對感染或發(fā)燒沒有典型的炎癥反應(yīng)，”賓夕法尼亞州立大學(xué)生物學(xué)副教授，該論文作者Isabella Cattadori說。“這進一步證明該病毒嚴(yán)重抑制了這些兔子的免疫反應(yīng)。進化的軍備競賽已經(jīng)產(chǎn)生了一種病毒，而不是試圖逃避宿主的免疫反應(yīng)，直接攻擊它。”

盡管20世紀(jì)50年代引入澳大利亞的原始粘液瘤病毒株具有一定的抑制其宿主免疫系統(tǒng)的能力，但這種能力隨著時間的推移而增加，并且在20世紀(jì)80年代研究后的某個時候引起急性塌陷綜合征。

“我們的研究表明，傳染因子與其宿主免疫系統(tǒng)之間的進化性軍備競賽可能繼續(xù)升級，產(chǎn)生新的更危險的病毒，”Read說。“我們需要在農(nóng)業(yè)，甚至人類接種疫苗等領(lǐng)域意識到這一點，我們?nèi)藶榈丶訌娍顾幮?。如果我們的方法不能完全阻止病毒的傳播，我們就可以加速更致命病毒的進化。”

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