顶尖实验室Science发表重要技术突破

　　

生物通报道：霍华德·休斯医学研究所（HHMI）的科学家们开发了一种突破性技术（VirScan），可以通过一滴血揭示你的病毒感染史。这一成果发表在六月五日的Science杂志上，文章的通讯作者是著名科学家Stephen Elledge。

目前的诊断方法只能一次检测一种特定病毒，而VirScan只需要一滴血就能知道你过去和现在被哪些已知病毒感染过。这种无偏好的分析可以找出影响健康的意外因素，也可以在大规模人群中分析和比较病毒感染情况。而且用VirScan分析一个血样只需要大约二十五美金。

“我们的筛选方法可以在人类血液中追溯曾经出现过的病毒，”Elledge说，“一次检测一种病毒太费劲了，VirScan可以一次性筛查所有已知病毒。”

Stephen Elledge是生物医学界的著名科学家，现任哈佛医学院布里根妇女医院的终身教授，霍华德休斯医学研究所的研究员，美国科学院院士。他的研究团队在Cell、Nature、Science 杂志上发表了大量的研究成果，被称为美国顶尖生物医学实验室之一。

VirScan主要是在血样中筛查针对人类病毒的抗体。我们的免疫系统在遇到病毒时会生产特异性的抗体，这些抗体在感染清除后还会继续生产。因此VirScan不仅能鉴定免疫系统正在对抗的病毒，也能揭示个体的病毒感染史。

研究人员合成了超过93,000个短DNA，编码不同片段的病毒蛋白。他们将这些DNA引入噬菌体，让每个噬菌体生产一段多肽，并将其呈现在自己表面。这些噬菌体展示了一千多种已知的人类病毒株的所有蛋白序列。（延伸阅读：新型冠状病毒可能在人与动物间反复传染）

我们血液中的抗体通过病毒表面的抗原表位识别攻击目标。将上述噬菌体与血液样本混合，血液里的抗体就会找到并结合相应的噬菌体。回收与抗体结合的噬菌体然后测序其DNA，就能知道抗体识别了什么病毒蛋白。这样的信息可以告诉人们免疫系统遇到过哪些病毒，不论是病毒感染还是疫苗接种。据Elledge估计，如果测序过程理想的话，处理100个样本大约需要2-3天，随着技术的发展这一速度还将继续提升。

为了验证VirScan的效果，研究人员对一些已确诊患者进行了分析，包括HIV和丙肝。“VirScan的灵敏度范围为95-100%，特异性也很好，没有得出假阳性结果。我们对这一技术很有信心，” Elledge说。

Elledge及其同事还用VirScan对美国、南非、泰国和秘鲁的569人进行了筛查。他们发现，平均每个人拥有针对十种不同病毒的抗体。这些抗体在成年人体内更加普遍，因为有些病毒儿童还没有接触过。与美国人相比，南非、秘鲁和泰国居民体内存在应对更多病毒的抗体。而且HIV感染者体内的抗体种类也更多。

令人惊讶的是，应对特定病毒的抗体在个体之间非常相似，在病毒多肽上识别同样的氨基酸。研究人员可以在此基础上做出改良，进一步提高VirScan的灵敏度。此外，这项研究也为疫苗开发提供了宝贵的信息。

Elledge指出，这种方法不仅适用于针对病毒和其他病原体的抗体，还可以用来寻找攻击自身组织的抗体（自身免疫疾病），以及与癌症有关的抗体。

 

生物通编辑：叶予

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