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科学家们追溯了内战中使用的天花疫苗株的来源

麦克马斯特大学(McMaster University)、Mütter博物馆和悉尼大学(University of Sydney)的科学家和历史学家拼凑出了美国内战期间和战后用作疫苗株的旧病毒的基因组,最终导致了天花的根除。

天花是人类有史以来最具毁灭性的病毒性疾病之一,每10个感染者中就有3人死于天花。幸存者往往是残疾、失明或毁容。

世界卫生组织最近庆祝了天花根除40周年,这是有史以来最成功的一次运动。在世界各地的研究人员正狂热地开发一种对抗COVID-19的疫苗之际,研究人员说,该活动的成功和这篇概述了《基因组生物学》(Genome Biology)杂志的论文的发现表明了疫苗接种的价值。他们建议,在今天的流感和冠状病毒的近亲中,还需要发现其他的疫苗。

了解这些病毒的历史、进化以及它们作为疫苗发挥作用的方式在当代非常重要。进化遗传学家Hendrik Poinar说,他是麦克马斯特古DNA中心的主任,也是该大学Michael G. DeGroote传染病研究所的首席研究员。

这项工作指出了观察在野外发现的这些疫苗毒株的多样性的重要性。我们不知道有多少能对大范围病毒(如流感或冠状病毒)提供交叉保护,他说。

广泛接种疫苗的概念可以追溯到1796年,当英国医生爱德华?詹纳著称的卓越贡献,医学,发现暴露在一种温和的疾病(称为牛痘)认为是转移从牛相似的种痘类疾病在乳房里,提供防范未来天花爆发。然而,用于早期天花疫苗接种的方法和原始材料在一个多世纪里仍未标准化。而“;cowpox”通常被认为是第一次接种天花疫苗的来源,对早期天花疫苗接种计划中使用的病毒株的具体来源和多样性知之甚少

在他们的研究中,研究人员使用麦克马斯特古DNA中心开发的复杂技术,重建和分析病毒片段的基因组,这些病毒片段是从内战时期使用的疫苗试剂盒中提取的。

这些试剂盒是费城医师学院Mütter博物馆的一个医疗藏品的一部分,其中包括从故意感染的病人的水泡中收集的用于混合疫苗液体的枪和小玻璃板,以及装有结痂材料的滑动盖的锡盒。

本文中使用的技术不仅成功地从有机材料(如结痂材料)中回收了病毒分子,还从无机物材料(如锡盒和玻片)的无损取样中回收了病毒分子,这些无机物没有有机残留物的证据。

这一发现开辟了一个新的可能的研究领域,通过对以前与生物样品相关的材料进行无损检测来研究医学史。

研究人员能够确定,在19世纪60年代和70年代,费城的医生使用的牛痘病毒毒株仍在人体中传播。这种致命的天花病原体的相对温和的病原体被引入人体,通常是通过在皮肤上的划痕或伤口上涂脓或结痂来帮助受者产生对天花的免疫力。

关于疫苗设计的一个最重要的关切是,疫苗设计的距离有多近–从进化的角度来看——疫苗株必须是引起疾病的,这样才能预防疾病。这里,用于接种疫苗的牛痘菌株实际上与引起天花的病毒有很大的关系。正痘病毒(牛痘和天花病毒都属于正痘病毒)的缓慢突变率可能会导致这种远距离突变。保护。

疫苗接种是一个美妙的过程,有着丰富的医学史,我们应该庆祝,麦克马斯特大学人类学系的前博士后安娜·达根说,她现在在加拿大公共卫生局工作,是这项研究的首席研究员。医学博物馆是令人难以置信的我们的过去和我们集体历史的宝库。我们在这项工作中开发的新工具允许我们开始调查医疗资源、程序和技术是如何随着时间的推移而改变的。

参考译文:美国内战时期天花疫苗的起源和基因组多样性安娜t . Duggan, Jennifer Klunk Ashleigh f·波特、安娜·n·Dhody罗伯特?希克斯杰弗里·l·史密斯,玛格丽特·汉弗莱斯,安德里亚·m·McCollum Whitni b·戴维森金伯利威尔金斯,李余,阿曼达·伯克,汉娜Polasky,洛厄尔弗兰德斯、德何时,Amogelang r . Raphenya Tammy t y Lau,安德鲁·g·麦克阿瑟布莱恩·阿尔科克·g·布莱恩·戈尔丁爱德华·c·亨德里克·n·何时福尔摩斯和2020年7月20日,基因组生物学。

DOI: 10.1186 / s13059 - 020 - 02079 - z

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