自从微生物学诞生以来,研究人员着重关注让我们、我们驯养的家畜和种植的植物患病的病原体。
鉴于症状的产生是了解特定病毒是否在几年前就已存在的唯一方法,因此大多数得到很好研究的病毒是那些导致疾病的病毒。
但是很多病毒长期地感染人类,不会导致疾病,但是可能会导致年龄非常小的、年龄非常大的或者存在免疫抑制的人患病。
近年来,基因组科学取得的巨大进步允许研究人员检测存在于人体内和表面上的病毒---一起被称作人类病毒组(human virome)。近期对人样品开展的基因组研究已揭示出几十种之前并不被认识的病毒存在于我们的肠道、肺部、皮肤和血液中。
这新鉴定出的病毒中的一些可能导致神秘的无法解释的疾病,但是也可能的是,在大多数时间里,这些病毒中的一些在大多数人体内是无害的。
了解这些新发现的病毒如何影响人类将允许我们确定它们的感染是否可被预防、治疗、忽略,或者甚至促进。
病毒谱
如今,研究人员能够利用宏基因组分析鉴定出存在于自然界中的病毒。
这是通过将来自临床样品的下一代测序获得的遗传信息与所有已知的病毒的基因组进行比较而实现的。这些病毒感染所有生命分支(从人类到植物和细菌)的病毒。
当一种样品含有一种之前已被鉴定出的病毒,它的基因序列能够与美国国家生物技术信息中心(NCBI)和ENA( European Nucleotide Archive)数据库等公共数据库中的病毒序列存在80%以上的相似性。这种相似性很容易通过计算方法加以鉴定出。
更加挑战性的是新的病毒,它们的DNA或RNA基因组并没有与任何已知的病毒存在较大的匹配性。在这些情形下,研究人员能够在电脑中将病毒基因翻译为蛋白,通过计算方法寻找存在同源关系的病毒蛋白序列。
由于遗传密码的冗余性和需要维持基础的蛋白结构和活性位点,所以蛋白序列要比它们的基因以一种更加缓慢的速度进行进化,因而在更长的进化时间里才是可识别出的。
利用这种新的快速描述病毒基因组的能力,数据采集正在超过我们对病毒在健康和疾病中的作用的理解。
几年前,已知仅有两种多瘤病毒感染人类。利用宏基因组方法,研究人员已鉴定出13种已知的多瘤病毒毒株,而且将它们中的一些与免疫抑制移植患者和艾滋病患者的神经或肾脏损伤和皮肤癌等疾病相关联[1]。
大多数的这些多瘤病毒种感染很多人(在儿童时期),随后在人体内保持静止状态,当人体免疫系统受到削弱时会给他们造成严重破坏。
这种机会致病性是在人类中发现的病毒科的典型特征。比如,一些人乳头瘤病毒(HPV)是大多数健康的成年人皮肤表面上发现的,而且未获得人们的注意[2],然而一些特异性的HPV类型能够诱导宫颈癌或肛门癌(如今可通过早期疫苗接种加以预防)。