諾如病毒——急性腹瀉的主要誘因

　　人類(lèi)諾如病毒（Humannoroviruses），是全球各地引起急性腹瀉的主要病原體，全年均可發(fā)生感染，但每年10月到次年3月是暴發(fā)流行的高發(fā)季，也被稱(chēng)為“冬季嘔吐病”。感染者一般在攝入病毒后24-48小時(shí)出現癥狀，發(fā)病突然，主要癥狀為惡心、嘔吐、腹部痙攣性腹瀉等。

　　據統計，美國每年的非細菌性腹瀉有60-90%是由諾如病毒引起；荷蘭、英國、日本、澳大利亞等發(fā)達國家情況不相上下；中國5歲以下腹瀉兒童中，諾如病毒檢出率為15%左右，血清抗體水平調查表明中國人群中諾如病毒的感染亦十分普遍。

　　盡管“諾如病毒”感染性腹瀉的情況非常普遍，但是目前仍然沒(méi)有疫苗和特效藥物。此外，關(guān)于“諾如病毒”的機制很難研究，因為自AlbertKapikian教授在1968年首次從急性腹瀉患者糞便分離出來(lái)后，科學(xué)家一直未找到合適的方式在實(shí)驗室里培養該病毒。

　　人類(lèi)諾如病毒：高度的物種專(zhuān)一性，難以培育

　　諾如病毒，又稱(chēng)諾瓦克病毒（NorwalkViruses，NV），具有高度的物種專(zhuān)一性，即人類(lèi)諾如病毒是只感染人類(lèi)，鼠類(lèi)諾如病毒只感染鼠類(lèi)。因此，人類(lèi)諾如病毒不能在小鼠或其他模型上進(jìn)行生長(cháng)和研究。

　　因此，人類(lèi)諾如病毒無(wú)法感染生物醫學(xué)研究中常用的任何物種，如小鼠、大鼠或兔子。人類(lèi)諾如病毒甚至不能感染培養皿中的人類(lèi)細胞。

　　首次在人類(lèi)腸道細胞培養諾如病毒

　　近日，貝勒醫學(xué)院的科學(xué)家們終于攻克了這個(gè)困擾人類(lèi)40多年的難題，首次在實(shí)驗室里的人類(lèi)腸道上皮細胞上培養了諾如病毒，并將這項成果發(fā)表在8月25日的《科學(xué)》（Science）上。這意味著(zhù)人類(lèi)向胃腸炎病毒的研究邁向了重要的一步。

　　貝勒醫學(xué)院分子病毒學(xué)教授、文章的資深作者M(jìn)aryEstes表示：數十年來(lái)，人類(lèi)一直嘗試在實(shí)驗室里培育諾如病毒，其所在實(shí)驗室也嘗試了20多年，盡管在培育的過(guò)程中找到了很多其他病毒，但是一直很難找到諾如病毒的工作機制。

　　為構建適合人類(lèi)諾如病毒的細胞花了5年時(shí)間

　　經(jīng)過(guò)多年的探索，Estes教授發(fā)現之所以培育不了人類(lèi)諾如病毒，是因為找不到合適的細胞類(lèi)型。后來(lái)，他們首次在慢性諾如病毒感染的患者身上發(fā)現：該病毒可以在腸上皮細胞上被檢測到，但是在正常的腸上皮細胞上培育的病毒會(huì )迅速死亡。

　　荷蘭的HansClevers團隊曾開(kāi)發(fā)出了一種全新的包括腸上皮細胞的人類(lèi)腸道上皮細胞培養系統，這種新型的、多細胞人源化培養系統叫做“enteroids”，是從患者組織里提取的成年的腸道干細胞。于是Estes教授團隊經(jīng)過(guò)5年多時(shí)間的探索，在嘗試了眾多方法失敗后，他們開(kāi)始使用全新的經(jīng)腸道分離的人體干細胞培育。一年后，他們終于在實(shí)驗室里獲得了生長(cháng)良好的人腸上皮細胞。

　　膽汁，是最適合人類(lèi)諾如病毒生長(cháng)的培養基

　　而后，在他們測試諾如病毒之前，他們首先測試了另外一種人類(lèi)胃腸病毒——輪狀病毒（rotavirus），發(fā)現輪狀病毒在人腸上皮細胞中培育的非常好。

　　在嘗試人類(lèi)諾如病毒時(shí)，卻發(fā)現僅有少數菌株生長(cháng)可以，其他的均不能存活。于是，他們加入了一些其他自然存在于小腸上部的培養物質(zhì)。

　　眾所周知，人體對食物的反應是由胰腺和膽汁分泌的酶從肝臟分泌到小腸內的。胰腺酶消化大分子和膽汁來(lái)溶解脂肪。輪狀病毒利用胰腺酶觸發(fā)其復制來(lái)引起的胃腸炎；但這些酶對諾如病毒并沒(méi)有影響。

　　因此，科學(xué)家猜測，既然酶不起作用，那么膽汁是否會(huì )成為允許病毒的復制的基質(zhì)呢？于是，科學(xué)家加入了膽汁，并發(fā)現了之前未生長(cháng)的菌株都存活了。

　　科學(xué)家們?yōu)樗麄兊陌l(fā)現而感到震驚，原來(lái)膽汁是存進(jìn)人類(lèi)諾如病毒復制的“催化劑”。

　　研究意義：進(jìn)一步探索預防和治療感染的途徑

　　就在這項研究發(fā)表的前幾天，華盛頓大學(xué)和Broad研究所的科學(xué)家小組在CRISPR/Cas9技術(shù)的幫助下，找到對小鼠諾如病毒感染至關(guān)重要的基因。但是小鼠諾如病毒并不能感染人類(lèi)，也難以成為研究藥物或者疫苗的方法。

　　該項突破建立了一個(gè)人類(lèi)諾如病毒可以生長(cháng)的生態(tài)系統，有助于研究人員進(jìn)一步探索預防和治療感染的途徑，并更好地理解諾如病毒的生物學(xué)機制。

　　過(guò)去無(wú)法在實(shí)驗室里培養的人類(lèi)諾如病毒，將在這個(gè)全新的系統中進(jìn)行培育，提高了科學(xué)家未來(lái)開(kāi)發(fā)抗病毒藥物的能力。