艾滋病作為一種危害性極大的傳染病，在上世紀80年代被首次鑑別、診斷出來。為了解HIV的演化史，一個研究團隊從一份1966年保存的組織樣品中重建了病毒的基因組，發現其與現存的HIV有著千絲萬縷的聯繫。儘管在1966年，還沒有人知道HIV的存在，科學家現在正在設法彌補這一空缺，找到HIV的起源。

撰文丨Ed Yong

翻譯丨石雲雷

編輯丨楊心舟

50年前病理樣本的啟示

1966年，一位38歲的剛果男性拜訪了當地的一家醫院。他的名字、患病症狀等一切其他的信息都已經無從查起。但是，當時收集的一份淋巴結切片被保存至今。亞利桑那大學的Michael Worobey團隊，通過對這一小塊樣品進行檢測，確認了這位剛果男性感染了HIV。而在當時，他本人和接診他的醫生都不清楚HIV是什麼，因為直到80年代HIV才被科學家發現。

Worobey的研究團隊通過提取切片組織中已經碎片化的基因片段，幾乎重建了該病例樣本中的HIV基因組。他的這項工作有助於我們認識人類歷史上最嚴重的流行病之一——艾滋病的起源歷史。Worobey曾花了大約5年的時間來拼接樣本中的微小基因組，他表示：“我們只能用這種方式來驗證那些有關艾滋病起源歷史的推斷。為了回溯這個過程，我們可能會再將這些小的基因碎片拼接一次，但其中包含了巨大的工作量。”

HIV在上個世紀80年代首次被發現，當時，美國的一些男性患上了一種未曾見過的綜合徵。這種病毒在當時被認為是憑空出現，但現在看來，它在美國被發現的幾十年前時就已經在另一個大洲出現了。病毒在傳播時，其基因會發生改變。因此，科學家能比較HIV變化的基因及其發生的頻率，並根據它的演化過程中來追溯起源。

以目前的證據來看，非洲喀麥隆南部最有可能是HIV的起源地點，起源時間大約在20世紀20年代。當時，該地區的一些人不幸感染了一種在黑猩猩中傳染的病毒，隨後這種病毒傳播到了剛果首都和最大的河港金沙薩。在這個人口眾多且不斷擴大的城市，這種病毒在人類宿主中不斷髮展，最終它們的子代傳播到了世界各地。

HIV在鑑定前已經肆虐

這段漫長的歷史也意味著，早在人們瞭解自己為什麼生病之前，就有許多人感染了艾滋病。許多病人的組織樣本被病理學家收集起來，進行化學固定後，再用蠟進行密封。他們可能會在顯微鏡下進行一下檢測，但一般是檢測不出任何結果的，這些切片最終都被儲存了起來。

但是由於HIV此前一直沒有被鑑定出來，因此科學家也很難說這些歷史樣本中哪一個含有HIV。想要從切片中尋找HIV的蹤跡，無異於大海撈針。經過20多年的搜尋，科學家只在剛果的金沙薩發現過兩次80年代之前的 HIV組織樣品。第一份病毒樣品，是洛克菲勒大學的David Ho在1959年的一份血液樣品中發現的。第二份病毒樣品，則來自Worobey研究中1960年的淋巴結樣品。

在這兩次發現中，病毒留下的RNA都只剩1%。但這些樣品足以證明HIV被發現之前，已經在金沙薩流行了數十年的時間。研究人員基於這些發現，描繪出了病毒傳播的大致歷史框架。但考慮到這些碎片化的證據可能具有誤導性，Worobey 一直想得到一個完整的、早於80年代之前的HIV基因組。

他的同事Sophie Gryseels和Tom Watts設計了一種對RNA提取十分敏感的工具，並用它來提取金沙薩大學中1600多個組織樣品的RNA。結果他們發現，其中只有一個樣品含有少量的HIV。之後研究團隊花費了5年的時間，從樣品中提取出了任何一段可以得到的RNA片段。Gryseels說：“我們可以應用非常複雜的演化模型去追蹤HIV的演化路徑，但這樣獲得的結果終究只是模型中的結果。但如果有過去的基因材料信息，我們就可以看到事件真實的樣子。”

Worobey發現的這個舊病毒類型最接近現在的HIV-C亞型，HIV-C屬於目前傳播率最廣的一類HIV，並且集中在非洲南部地區流行。但這個1966年存在的病毒，雖然接近HIV-C，但也不完全屬於這個類群，它更像是HIV-C的“遠房表親”。這個結果暗示，現今發現的HIV類型，可能只是當時在金沙薩存在的多種HIV 的一小部分。這些病毒中只有一小部分在後來暴發，並導致了困擾全球的公共健康問題。

重建HIV演化史

來自佩雷爾曼醫學院、從事HIV演化研究的Beatrice Hahn說：“科學家之所以對化石這麼感興趣，是因為它們能講出一個故事。HIV的樣品也正是如此，它是完善演化歷程中重要的一部分。”

Worobey和同事利用這個樣品，核查了以現在流行的HIV推測出來的HIV演化史。令人開心的是，目前推測的大部分HIV演化史都是準確的。他們估計這種病毒最早在 1896年到1905年間首次感染人類的，比其他研究者預測結果要更早一點，不過仍在誤差區間內。這個結果表明，我們可以從現在的HIV中去研究它的過去，不過，這種容易追根溯源的屬性在病毒研究中並不常見。

研究人員發現乙肝病毒首次出現在青銅時代（公元前4000年至公元初年），但演化速度遠低於之前的設想，到目前為止只演化了100次。這個結果徹底改變了關於乙肝病毒起源的預估。另一個例子是猴免疫缺陷病毒（SIV），它是HIV的表親，主要感染黑猩猩。這種病毒在過去和近代完全以不同的速率演化，這使得很難弄清楚它是什麼時候首次產生的。相比來說，HIV的演化更加連續和線性化。Worobey說：“這使得研究者可以更確信HIV的起源結果。”

將大量的時間花用於判斷事情的準確性上，似乎聽起來很無聊，但科學的“大廈”就是基於這樣的工作方式建造起來的。如果不這樣做，整個“大廈”可能建在根本不存在的基礎之上，隨時可能坍塌。

洛斯阿拉莫斯國家實驗的Bette Korber率先進行了HIV起源的重建工作。她表示，“HIV的出現和傳播過程的重建是十分重要的。”她利用和其他研究者，包括Worobey團隊一起不斷更新的數據庫，第一個提出了HIV起源的合理時間。她表示，可能已有6000萬到1億人感染了HIV，其中2500萬到5000萬人已經死亡了，這個數量級已經和世界大戰導致的人口死亡數相當。她說：“HIV在人類社會中留下了一道最令人悲痛的傷口。這是人類歷史的一部分，我們需要去理解它。”

Worobey補充道：如果沒有剛果病理學家在幾十年前收集的這些組織樣本，這項研究也是不可能完成的。他們的名字無人知曉，而現代研究HIV的科學家也是默默無聞。“他們的工作經常無人賞識，但他們不僅直接幫助了和患者溝通的醫生，在保存樣品上也發揮了十分關鍵的作用。他們的工作讓我們在現在真正瞭解了HIV的演化歷史。”（環球科學）