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造成海地霍乱爆发的菌株可能早在殖民时代就存在,却因基因转移而致病

2024-11-02 205

(编按:目前联合国秘书长潘基文已经为海地霍乱疫情道歉,承认当初维和部队带进致命的菌种,先前联合国一直否认与 2010 霍乱疫情有关。)

在 2010 年 1 月海地发生大地震,来自世界各地的搜救队前往海地协助,但在这个过程中,却带来了更可怕的疾病。2010 年,地震后的 10 个月,海地爆发了严重的霍乱疫情,超过 70 万人染病,将近 1 万人死亡。有多项研究指出,霍乱的源头是来自联合国维和部队,联合国也在今年承认导致疫情爆发的责任,并且承诺支援海地政府,目标在 2022 年前让海地不再出现霍乱疫情。

霍乱弧菌(Vibrio cholerae)是一种在水域中很常见的菌种,虽然霍乱弧菌在世界各地都常见,但最初是在亚洲及非洲地区发现有致病性的 O1 与 O139 血清型。能够产生毒素致病的 O1 菌株是近代各地反复发生地区性流行或大流行的主要病源。然而,霍乱弧菌在水域环境中如何长期的生存与演化一直是不解的谜题。

2010 年海地地区爆发霍乱流行之后,来自佛罗里达大学新兴病原体研究中心(University of Florida’s Emerging Pathogens Institute)研究者透过监测附近海域分离出两株新的不具致病性的霍乱弧菌 O1 菌株。研究团队将两株菌株分别进行基因组定序,再放入基因数据库中进行比对分析。发现新分离的这两株菌株在演化树中和造成疾病流行的菌株相近,基因组中有些成分来自造成更早的疾病流行的菌株,并且与 1548 年左右造成疫情的菌株有着共通的祖先。

研究结果显示,已经在海地附近海域存在几百年之久的霍乱弧菌中,有可引起霍乱的 O1 血清型,有一支不具有致病性的分支,可能与联合国维和部队带至当地的致病菌株产生横向基因转移,进而产生致病能力。这项研究于今年 10 月 27 日发表于科学期刊网站上。

身为佛罗里达大学医学院教授以及新兴病原体研究中心主任的 J. Glenn Morris 博士是这项研究的资深作者,他表示,自从 2010 年海地发生大地震并且爆发霍乱流行,研究者们开始讨论海地附近海域环境中是否已经出现了具有致病力的霍乱弧菌。

由于科学家已经几乎确定造成 2010 年海地霍乱流行的病原是由联合国维和部队由外地带入,而且在过去历史中,大约在哥伦布到达美洲大陆时,海地地区也曾经有过霍乱爆发的纪录。但当初该菌株的霍乱弧菌在今日已经不具有致病性,也无法造成霍乱疫情。目前大多科学家相信这些不具致病性的菌株是由先前包含典型(Classical)及 El Tor 两种基因型的致病性霍乱弧菌演变而来。然而,研究结果却显示这支菌株可能和联合国维和部队带来的具有致病性的霍乱弧菌 O1 产生交互作用,开始产生致病性。

病情爆发证明人类对监测病源体的努力不够

研究者从海地首都太子港海岸采样分离出两种不具致病性的 O1 菌株霍乱弧菌,在一开始,研究团队怀疑他们分离出的菌株是失去致病基因的外来致病菌株。然而,研究团队透过系统发育(phylogenetic)分析来找出在太子港分离出的致病 O1 霍乱弧菌及不致病的 O1 霍乱弧菌之间距离最近的祖先,进而发现分离出的菌株其实和最早造成霍乱的菌株比较相近,而非造成近代霍乱流行的菌株。

现在于哈佛大学公卫学院担任博士后研究员的 Taj Azarian,先前是佛罗里达大学公卫学院博士生,也是此研究主要作者之一,他表示:“当我们以基因组资讯分析来追溯分离菌株的历史,便发现这些分离菌株和“近代”1548 年时的霍乱弧菌菌种有共同祖先,远比伊斯帕尼奥拉岛(Hispaniola,包含海地共和国和多米尼加共和国)所有的霍乱纪录都还要早。”

虽然研究者认为这支菌株可能早在 1500 年代就已经出现在海地附近水域,但也有可能是在之后才被带至该处,并且在 2010 年霍乱爆发前就在该地区以不致病的型态散播。

在先前,研究者还不确定近代致病的霍乱弧菌和先前较老的菌株之间的关联,也了解原本不具致病性的菌株是如何变得具有威胁性。而这些新分离出的菌株研究成果使得科学家对于霍乱弧菌的发展历史有了新进展。

同样来自佛罗里达大学新兴病原体研究中心的医学院病理免疫及检验医学副教授 Marco Salemi 也是这项研究的资深作者,负责监督研究中系统发育分析部分。他表示,研究团队利用一种被称为“分子时钟”的技术,能够确定从环境中分离的菌株原始的年代。研究结果显示原本不具有致病性的霍乱弧菌已经在海地周遭地区存在一定的时间,他们有可能会因为基因传递而得到具致病性的基因进而导致新的致病菌株产生,造成疾病流行。

Azarian 也再次强调了监督预防的重要性。虽然预防胜于治疗的观念已经非常普及,但其实还远远做得不够。在 2010 年霍乱爆发之前,没有人在海地周遭的水域寻找过霍乱的踪迹,直到研究团队开始监看分离出的流行病源菌株的来源,这才使得霍乱这种流行病的历史及演化过程变得有迹可循。同样的道理也可以印证在其他病原上,譬如近期的埃博拉病毒及兹卡病毒。相对来说,每一次的病情爆发都再一次证明人类对于监测病源体的努力不够,仍然需要投入更多的资源,才能够鉴定不断出现的新兴病原体,并且衡量他们可能造成的病情流行危害以降低伤害。

  • Ancient strain of cholera likely present in Haiti since colonial era
  • UN must step up, apologize, and help drive cholera from Haiti
  • United Nations Response to Cholera in Haiti

(首图来源:佛罗里达大学)

延伸阅读:

  • 联合国秘书长为 6 年前海地霍乱疫情道歉,坦承维和部队造成疫情大流行
2019-03-15 02:31:00

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