科学家追踪并确定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(Mütter Museum)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,这些病毒最终导致了天花的消灭。
天花是有史以来袭击人类的最具破坏性的病毒性疾病之一,每10名感染者中就有3人死亡。那些幸存下来的人经常残疾、失明或毁容。
世界卫生组织最近庆祝了根除小儿麻痹症40周年天花这是有史以来最成功的战役。世界各地的研究人员都在狂热地开发一种疫苗这项运动的成功以及这篇论文的发现概述了该杂志基因组生物学研究人员说,这表明了接种疫苗的价值。他们认为,在今天的流感病毒和冠状病毒的病毒亲戚中,还有待发现其他疫苗。
进化遗传学家亨德里克·波因纳尔(Hendrik Poinar)说:“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。”他是麦克马斯特古DNA中心的主任,这项工作就是在这里完成的,同时也是该大学迈克尔·g·德格罗特传染病研究所的首席研究员。
“这项工作指出了研究在野外发现的这些疫苗菌株多样性的重要性。我们不知道有多少可以提供对流感或冠状病毒等各种病毒的交叉保护,”他说。
广泛接种疫苗的概念可以追溯到1796年,当时以对医学做出杰出贡献而闻名的英国医生爱德华·詹纳(Edward Jenner)观察到,接触一种较轻微的疾病(称为牛痘),被认为可以从乳房上患有类似痘状疾病的奶牛转移到挤奶女身上,可以预防未来的天花爆发。然而,一个多世纪以来,用于早期天花疫苗接种的方法和来源材料一直没有标准化。虽然“牛痘”经常被认为是第一次接种疫苗的来源,但人们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,重建和分析了从内战时期使用的疫苗包中恢复的病毒片段的基因组。
这些药盒是费城内科医学院Mütter博物馆医学藏品的一部分,里面有注射器和用于混合疫苗液体的小玻璃板,这些液体是从被故意感染的受试者的水泡中收集来的,还有带有滑动盖子的锡盒,用来装结疱材料。
本文中使用的技术成功地从有机来源(如痂材料)和无机材料(如锡盒和玻片)的无损采样中回收了病毒分子,这些材料不含有机残留物的证据。
这一发现打开了一个新的研究领域病史通过对以前与生物样品有关的材料进行无损检查。
研究人员能够确定,在19世纪60年代和70年代,医疗从业人员费城的研究人员使用了一种仍在人类身上繁殖的牛痘病毒株。这种致命天花病原体的温和亲戚被引入人体,通常是通过将脓液或结痂涂抹在皮肤的划痕或伤口上,帮助受者培养对天花的免疫力。
从进化的角度来看,疫苗设计最主要的问题是疫苗株必须与致病株有多接近才能预防疾病。在这里,用于疫苗接种的牛痘株实际上与病毒这就导致了天花。正痘病毒(牛痘和天花都属于正痘病毒)的缓慢突变率很可能使这种“远距离”保护成为可能。
“疫苗接种是一个美妙的过程,有着丰富的医学历史,我们应该庆祝,”安娜·达根说,她曾是麦克马斯特大学人类学系的博士后,现在在加拿大公共卫生署工作,她是这项研究的首席研究员。“医学博物馆是我们过去和我们集体历史的不可思议的宝库。我们在这项工作中开发的新工具使我们能够开始调查医疗来源、程序和技术是如何随着时间而变化的。”