最近在西非爆發的埃博拉疫情告訴我們，埃博拉病毒可以引發更大規模的疫情，對健康的威脅比我們許多人所相信(或願意相信)的要大得多。截止到30年^th3月，疫情已導致28,646例確診病例和11,323例死亡。盡管世衛組織表示西非的埃博拉疫情不再代表國際關注的突發公共衛生事件，因為幾內亞、利比裏亞和塞拉利昂現在有能力控製和維持進一步的小規模疫情，但疫情仍在發生，最近的一次是在4日^th4月，利比裏亞報告了兩例新病例(www.who.int)。

我們對埃博拉病毒生物學的了解仍然有限。造成這種情況的一個主要原因是，埃博拉病毒是安全級別4的病原體，適當的遏製級別實驗室數量非常有限。有人建議將計算研究作為增加埃博拉病毒研究和補充濕式實驗室、臨床和流行病學研究的一項戰略。國際計算生物學學會(ISCB)承認這一點，並為埃博拉[1]的計算生物學研究設立了一個獎項。

有意義的計算研究的表現取決於足夠數據的可用性進行分析。事實上，對當前西非埃博拉疫情分離株的分析導致了測序數據的急劇增加[2-8]，使計算調查成為可能。

一些計算研究已經利用了這些數據，以獲得對埃博拉病毒生物學的新見解。兩項研究使用了類似的生物信息學方法來識別潛在的microRNAs[9,10]。此外，兩項研究確定了特異性特征作為潛在的疫苗、診斷或治療靶點[11,12]。現在需要實驗室濕實驗來驗證這些計算預測。

最近的兩項研究特別強調了計算實驗室和濕實驗室之間密切互動的必要性Ebolavirus物種。這兩項研究采用了相似的方法，但得到了不同的結果[13,14]。兩項研究都比較了四種人類病原的基因組Ebolavirus紮伊爾埃博拉病毒(病毒類型:埃博拉病毒)，蘇丹ebolavirus(病毒類型:蘇丹病毒)，本迪布焦ebolavirus(病毒類型:本迪布喬病毒)和泰林埃博拉病毒(病毒類型:泰林病毒)的現有基因組萊斯頓病毒(萊斯頓種ebolavirus)[13,14]在靈長類動物中致病，但在人類中不會。

為了確定可能導致人類致病性差異的變異，Cong等人[13]確定了埃博拉病毒蛋白質中人類致病性埃博拉病毒和萊斯頓病毒之間存在不同保守性的位置。他們可以在埃博拉病毒蛋白質的結構或模型上繪製出215個差異保守位置中的43個。這一信息與已知與埃博拉病毒蛋白質相互作用的人類和靈長類宿主細胞蛋白質之間的變化分析相結合。作者發現埃博拉病毒VP24蛋白的差異可能會影響VP24和KPNA5的相互作用，進而影響VP24介導的STAT1激活抑製和幹擾素信號傳導。然而，他們得出結論，VP24、VP30和VP40的差異不太可能是導致人類致病性差異的原因，因為與這些病毒蛋白相互作用的宿主蛋白質非常相似。GP和VP35的宿主相互作用夥伴表現出更大的變異性，Cong et al.[13]因此認為GP C端區域的一簇差異保守殘基和VP35的一簇變化可能導致GP和VP35之間的人類致病性差異Ebolavirus物種。

在第二項研究中，我們確定了特異性決定位置(SDPs)[16]，以確定人類致病性埃博拉病毒和萊斯頓病毒[14]序列之間的差異保守位置。189個sdp中的47個可以模擬到蛋白質結構或模型上(使用Phyre2[17,18]生成)，導致8個sdp可能修改蛋白質穩定性(2)或蛋白質-蛋白質相互作用(6)[14]。其中4個sdp發生在VP24中，其中3個位於VP24- kpna5結合位點。VP24- KPNA5結合位點上的三個SDPs與埃博拉病毒VP24殘基的比較表明，當突變後，VP24與KPNA5的結合會減少，進而削弱埃博拉病毒VP24抑製幹擾素信號的能力，表明萊斯頓病毒VP24在對抗人體細胞中的幹擾素反應方麵不如埃博拉病毒VP24有效。如果這種解釋是正確的，VP24中的少數突變可能導致人類致病性萊斯頓病毒。因此，我們的預測與Cong等人[13,14]的預測有很大不同。

總之，計算研究可以為埃博拉病毒等安全級別4的病原體的生物學提供新的見解，對這些病原體的濕實驗室研究僅限於少數高遏製實驗室。然而，要實現它們的全部潛力，計算方法需要與潮濕實驗室的研究人員進行交流。隻有當濕實驗室的科學家在計劃他們的實驗和報告他們的發現時考慮到計算預測，計算研究人員將能夠在迭代方法中提高他們方法的預測能力和準確性。這是否會發生取決於雙方的開放思想、寬容、耐心、好奇心和準備離開舒適區。盡管如此，我們相信這是值得的努力，因為它將使我們作為研究團體能夠最佳地利用所有可用的資源。

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引用:Wass MN, Rossman JS, Michaelis M(2016)埃博拉疫情凸顯了幹濕實驗室合作的必要性。J新興病毒2(3):doi http://dx.doi.org/10.16966/2473-1846.e102

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出版的曆史:

收到日期:2016年4月7日

接受日期:2016年4月12日

發表日期:2016年4月15日