寨卡，一種通過(guò)蚊蟲(chóng)進(jìn)行傳播，癥狀與登革熱相似的病毒，目前已經(jīng)在美洲、非洲及亞洲等32個(gè)國(guó)家和地區(qū)大規(guī)模傳播。

去年春天，巴西確診第一例寨卡病毒感染，之后病毒開(kāi)始在南美洲快速蔓延暴發(fā)，自此，寨卡病毒再次進(jìn)入人類視野。盡管目前尚未發(fā)現(xiàn)寨卡病毒對(duì)一般成人有致命危害，但是孕婦一旦感染，部分新生兒將會(huì)在出生20小時(shí)內(nèi)死于小頭畸形。

目前世界上仍未研發(fā)出能夠有效對(duì)抗寨卡病毒的疫苗，這是最讓研究人員感到擔(dān)心的事情，因此今年2月1日世界衛(wèi)生組織將寨卡病毒列為國(guó)際醫(yī)療緊急事件之一。到目前為止，感染最嚴(yán)重的巴西感染人數(shù)約為150萬(wàn)人，其中已有3500例新生兒小頭癥病例，而一些新生兒因?yàn)樾☆^畸形問(wèn)題嚴(yán)重而死亡。

但是最近，寨卡病毒的研究有了突破性的進(jìn)展。4月22日，在美國(guó)工作的多名華人科學(xué)家在新一期美國(guó)《細(xì)胞》雜志上宣布，他們借助3D打印“造屋”技術(shù)，培育出了一種低價(jià)的“迷你大腦”，可用于研究寨卡病毒如何引起新生兒小頭癥和其他出生缺陷。

雖然“迷你大腦”已問(wèn)世多年，但由于此前的培養(yǎng)容器有可樂(lè)罐那么大，因此價(jià)格特別昂貴，很多實(shí)驗(yàn)室都沒(méi)有能力去做。而此次華人團(tuán)隊(duì)利用3D打印機(jī)制造出只有手指頭那么大的培養(yǎng)容器，可大批量培養(yǎng)出綠豆大小的“迷你大腦”，成本大幅降低。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)由美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)的一對(duì)中國(guó)夫婦共同發(fā)現(xiàn)——宋洪軍與明國(guó)莉兩位教授。他們發(fā)現(xiàn)寨卡病毒會(huì)感染嬰兒大腦皮質(zhì)層的特殊的干細(xì)胞，通過(guò)3D打印的迷你大腦，他們能夠準(zhǔn)確地看見(jiàn)懷孕的不同階段的感染狀況。

根據(jù)文章，這個(gè)“迷你大腦”是用人體多能干細(xì)胞制成的，與發(fā)育中的胎兒大腦很相似，其中包含干細(xì)胞、新產(chǎn)生的神經(jīng)元，還有類似大腦皮層的分層結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，這種“迷你大腦”可以長(zhǎng)到20多周，能用于模擬研究在懷孕早期及中期寨卡病毒對(duì)胎兒的影響。

“如果感染發(fā)生在非常早期，病毒一般會(huì)感染迷你大腦的神經(jīng)祖細(xì)胞并且感染會(huì)非常嚴(yán)重。一段時(shí)間之后，迷你大腦將會(huì)停止生長(zhǎng)，（現(xiàn)實(shí)情境下）此時(shí)孕婦就會(huì)出現(xiàn)流產(chǎn)?！泵鲊?guó)莉說(shuō)，“但是如果感染發(fā)生在懷孕三個(gè)月到六個(gè)月情況會(huì)好一些，寨卡病毒仍傾向于感染神經(jīng)祖細(xì)胞，但是同時(shí)也會(huì)感染其他神經(jīng)細(xì)胞，結(jié)果‘迷你大腦’的尺寸可能會(huì)更小一些，相當(dāng)于小頭癥?！?/p>

這些結(jié)果與現(xiàn)實(shí)中病毒感染孕婦的情況非常接近，這證明了孕期越早感染，就越嚴(yán)重。

盡管這項(xiàng)研究并不能治愈寨卡，但是這對(duì)寨卡病毒的研究有非常重大的意義。

“寨卡病毒最早是1947年在烏干達(dá)的一種獼猴中發(fā)現(xiàn)的，其3D結(jié)構(gòu)模型早在2009年，與HIV、埃博拉一起就被科學(xué)家研究出來(lái)。寨卡病毒直徑約50納米，大約是HIV病毒的兩個(gè)半大小。病毒包括E、M、C三種不同類型的蛋白質(zhì)?！泵绹?guó)佐治亞理工大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)博士仲薇薇對(duì)《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者表示。

據(jù)了解，在寨卡病毒的3D模型中，E和M表層蛋白形成的球形外殼會(huì)幫助病毒在感染的時(shí)候進(jìn)入受體細(xì)胞。而寨卡病毒的基因組是由連接著衣殼蛋白的單鏈RNA組成的，一旦進(jìn)入宿主細(xì)胞，RNA就能夠穩(wěn)定地進(jìn)行與蛋白質(zhì)的合成。不同于E、M、C三種結(jié)構(gòu)蛋白，寨卡病毒的RNA能夠編碼7種并未在病毒結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的7種其他蛋白。這些非結(jié)構(gòu)蛋白控制著病毒的復(fù)制，抑制免疫反應(yīng)。

在人體內(nèi)，寨卡病毒顆粒首先侵染樹(shù)狀細(xì)胞然后通過(guò)血液流動(dòng)進(jìn)入其他組織器官。但可惜的是，由于目前有關(guān)寨卡病毒結(jié)構(gòu)的信息非常有限，因此目前寨卡的3D模型是基于相關(guān)黃熱病毒、西尼羅河病毒、登革熱病毒的結(jié)構(gòu)而建成。

“VisualScience科學(xué)建模部的計(jì)算機(jī)生物學(xué)家使用結(jié)構(gòu)生物信息學(xué)的方法預(yù)測(cè)了寨卡蛋白的可能結(jié)構(gòu)，事實(shí)上，這些方法不僅僅在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并且也應(yīng)用在藥物研發(fā)、分子相互作用研究方面?！敝俎鞭闭f(shuō)。