猴痘病毒颗粒的彩色透射电子显微照片。

猴痘病毒(这张透射电子显微镜彩色图像所示的颗粒)是一种DNA病毒，很容易检测并修复其基因组中的小突变，因此它比其他病原体进化得慢。图源:美国国立卫生研究院/科学图片库

几个月前，当位于圣保罗的明尼苏达州卫生部的研究人员对猴痘病毒样本进行测序时，他们有了一个惊人的发现。在从感染者身上收集的一个样本中，病毒基因组的一大块缺失了，另一大块已经移动到序列中完全不同的位置。

位于佐治亚州亚特兰大市的美国疾病控制和预防中心的微生物学家Crystal Gigante被请来帮助检查这些突变。根据她和她的同事9月17日在预印本服务器bioRxiv上发表的一份报告，她和她的同事在美国收集的其他一些猴痘基因组中发现了类似的删除和重排，该报告尚未经过同行评审1．

虽然科学家们并不惊慌，但他们正在仔细监测情况，以了解为什么会出现这些变化，以及它们对全球猴痘疫情的影响。阿拉巴马大学伯明翰分校的计算病毒学家埃利奥特·莱夫科维茨说，这些突变鲜明地提醒人们，即使是痘病毒——一种比RNA病毒进化得更慢的DNA病毒，如SARS-CoV-2冠状病毒——也会随着时间发生变化。他补充说，猴痘病毒在人与人之间传播得越多，它就有越多的机会进化。

吉甘特评估的突变并不是科学家们习惯在SARS-CoV-2基因组中看到的单字母改变。在某些情况下，整个基因都消失了:佛罗里达州一名感染者的样本中，约7%的基因组消失了。但莱夫科维茨说，现在判断这些突变对病毒是有益的、中性的还是有害的还为时过早。如果卫生官员发现携带这些突变的病毒样本数量增加，这可能是一个信号，表明它们正在帮助病毒传播。

突变策略

马里兰州贝塞斯达国家生物技术信息中心的进化病毒学家Eneida Hatcher并不惊讶于在明尼苏达州首次报道的大规模删除和重排。2015年，她与人合著了一项研究2莱夫科维茨表明，这种突变在大多数痘病毒中都很常见，而且它们破坏的大多数基因位于病毒基因组的末端或末端区域。哈奇尔说:“很高兴看到我们过去看到的一些突变策略被复制。”

正痘病毒是痘病毒的一个属，包括猴痘病毒和引起天花的天花病毒，在它们的基因组中心共有一组大约174个基因。但它们的末端区域变化更大，包含的必要基因更少。Lefkowitz说，这些区域的一些基因被认为编码蛋白质，有助于解除宿主的免疫反应，并为感染特定的宿主量身定制。这为为什么天花病毒能够熟练地感染人类提供了一个假设:在数千年的时间里，早期的病毒可能已经失去了末端的基因，这些基因使它能够感染广泛的动物物种，最终它成为了感染人类的专家。(在天花被根除之前，十分之三的感染者会死于天花。)

一些科学家担心类似的情况会出现在猴痘身上，目前猴痘是多面手;它可以感染许多哺乳动物包括几种啮齿动物和人类。

但是，预测猴痘病毒在突变时的行为将如何改变是困难的，因为研究人员还没有确定猴痘病毒大基因组中许多基因的功能。Lefkowitz说，例如，尽管研究人员在17年前首次发现了两种猴痘病毒在非洲传播，但他们仍然难以准确确定是哪些基因导致了这两种病毒的死亡率差异。其中一种——主要在中非流行的分支I——的死亡率约为10%。在西非流行的第二支霍乱的死亡率约为1%至3%。

基因组合作

通过分析猴痘序列，研究人员还更多地了解了这种病毒是如何引发全球疫情的。科学家们已经注意到一种单字母突变模式，与首次在明尼苏达州发现的变化不同，这似乎是人类免疫系统与病毒之间持续战斗的基因印记。通过使用迄今为止收集到的数据来粗略计算每年这些突变的数量，他们估计2016年初，导致全球疫情爆发的病毒株从动物传染给了人类。这比尼日利亚卫生官员首次在人体中检测到这种菌株早了一年半多，他们宣布在他们的国家爆发疫情，从未完全结束。

好消息是，尽管猴痘病毒继续进化，但没有突变影响到它的基因组中编码被tecovirimat靶向的蛋白质的部分，一个抗病毒药物用于治疗人类猴痘．但诊断测试最终可能会出现问题。为了在样本中检测猴痘病毒，技术人员采用聚合酶链式反应(PCR)来检测病毒基因组中的目标序列。吉甘特和她的同事们发现，在他们分析的一个样本中，猴痘靶标的两个副本中的一个被删除了。尽管PCR检测结果呈阳性，但作者警告说，这些类型的突变最终可能会使其失效。

Hatcher说，全球对猴痘的关注不仅有助于研究人员了解导致这种疾病的病毒，而且有助于更广泛地了解痘病毒。她说，在今年之前，只有大约100个接近完整的猴痘基因组存在。现在，大约有2 000份已存入已建立的国际储存库。她说:“我很高兴看到国际社会对监测和基因组序列的合作态度”在COVID-19大流行之后继续存在。