病毒学家助力美国健康复兴:应对慢性病与病毒感染的战略研究

【字体: 时间:2025年09月28日 来源:Annual Review of Virology 8.3

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  本文探讨了美国慢性病高发及健康挑战,强调病毒在多种慢性疾病(如癌症、自身免疫病、糖尿病)中的关键作用。研究人员分析了病毒感染与慢性病的关联,提出通过病毒学研究、抗病毒治疗和疫苗开发来改善公共健康,具有重要的医学和社会意义。

  
尽管美国在许多领域处于全球领先地位,但其国民健康状况却不容乐观。美国人的预期寿命低于其他工业化国家,慢性健康问题(包括过敏、哮喘、自身免疫性疾病、癌症和肥胖)的发病率持续攀升。值得注意的是,美国每年4.1万亿美元的医疗支出中,90%用于慢性病和行为健康管理。健康状况的恶化甚至导致四分之三的年轻人无法达到参军的基本健康标准。这一现象背后的原因是什么?又该如何提升美国人的健康水平?
2025年2月13日,美国总统签署行政命令,成立“让美国再次健康委员会”(Make America Healthy Again Commission)。该命令旨在重新聚焦国家力量,以理解和降低慢性病发病率,并终结儿童慢性病问题。政策方向包括:
(a)所有联邦资助的健康研究应通过数据透明和开源方式赋能公众,避免利益冲突;
(b)美国国立卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)及其他联邦资助的健康研究应优先探索疾病成因;
(c)机构需与农民合作,确保美国食品是全球最健康、最丰富且最可负担的;
(d)扩大治疗选择和保险覆盖范围,以支持有益的生活方式改变和疾病预防。
该委员会由卫生与人类服务部部长领导,将在100天内提交《让我们的孩子再次健康评估报告》,对比国际情况分析美国儿童慢性病现状与威胁;180天内提交《让我们的孩子再次健康战略》,指导联邦政府降低儿童慢性病患病率。
行政命令明确指出,许多慢性健康问题始于童年,且在美国呈上升趋势。逆转这一趋势需要协调一致的联邦行动,而病毒学家可在这一努力中发挥关键作用。
病毒是全球人类发病和死亡的重要原因。除引起急性传染病外,许多常见慢性病——如关节炎、自身免疫疾病、癌症、糖尿病、心脏病、慢性肾病和慢性呼吸系统疾病——也与病毒感染有关。据估计,美国10–15%的癌症、大多数哮喘发作及部分1型糖尿病病例与病毒感染相关。
病毒学的一大挑战是理解常见感染和疾病表现差异的机制。同一病毒在不同个体中可能无症状,也可能致命。某些健康活跃的人因病毒感染而长期健康受损,其他人则不受影响。这种差异的背后机制尚不明确,但病毒学家、免疫学家和遗传学家的研究已提供线索。越来越多的证据表明,罕见人类基因突变或常见的自身反应性(抗自身)抗体(autoreactive (anti-self) antibodies)可能针对干扰素等先天免疫关键成分,增加病毒感染后重症风险。界定影响病毒感染严重性的宿主和环境因素将是未来研究的重点。
许多病毒感染后可被迅速清除,但部分病毒会建立终身慢性感染。急性和慢性病毒感染均可能导致慢性疾病。由于病毒感染负担巨大,即使罕见后果也可能影响数百万美国人的长期健康。明确哪些疾病由病毒触发以及病毒致病机制,对制定有效干预策略至关重要。
某些看似无害的病毒感染在部分个体中可能引发严重长期后遗症。例如,柯萨奇病毒B(coxsackievirus B)感染在多数人中症状轻微,但有时会因自身免疫攻击胰腺而诱发1型糖尿病。爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein–Barr virus, EBV)在全球绝大多数人中感染(通常发生于儿童期),与多发性硬化相关,美国近100万人受此影响。腺病毒、柯萨奇病毒B和细小病毒在儿童中传播广泛,多数症状轻微,但却是急性心肌炎的常见原因,可能进一步导致扩张型心肌病,常需心脏移植。
美国部分最具医学挑战性的病毒在儿童和成人中引起慢性感染。例如,人类免疫缺陷病毒-1(human immunodeficiency virus-1, HIV-1)目前在美国感染约120万人,患者需终身抗病毒治疗以维持免疫功能和预防其他致命感染。乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)和丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)可引起急慢性肝炎,部分病例进展至肝衰竭。得益于NIH支持的病毒学研究,HCV的治愈性治疗已广泛应用且效果显著,但HBV治疗仍较困难。与行政命令特别相关的是,部分慢性病毒感染始于胎儿期,如巨细胞病毒(cytomegalovirus, CMV)、风疹病毒和寨卡病毒(Zika virus),可能导致终身后遗症,包括失明、听力损失和智力障碍。慢性病毒感染的经济负担(包括生产力损失和医疗成本增加)极为沉重。
某些病毒还会导致癌症,加重病毒性疾病负担。EBV可引发多种癌症,包括伯基特淋巴瘤、霍奇金病、大B细胞淋巴瘤、平滑肌肉瘤和鼻咽癌。HBV和HCV除引起肝炎外,还会诱导肝癌。人乳头瘤病毒(human papillomavirus, HPV)导致宫颈癌及其他多种肛殖区和口腔癌症。卡波西肉瘤相关疱疹病毒在HIV感染者中与卡波西肉瘤和原发性渗出性淋巴瘤相关。值得注意的是,许多儿童期感染的病毒会导致成人期慢性病症。然而,对这些病毒的致病机制理解仍存在巨大空白,且大多缺乏安全有效的防治手段。
除感染人类的病毒外,感染动植物的病毒也可能危及人类健康。感染牲畜的病毒(如目前在美国奶牛群和家禽场中传播的H5N1流感病毒)可能限制食物供应并传播给人类。感染植物的病毒会减少作物产量,削弱动物和人类的食物供应。遏制这些病毒复制和传播的策略有助于保障美国食品健康。
病毒学家通过揭示病毒性疾病成因和识别病毒-细胞及病毒-宿主相互作用中可干预的环节,为提升美国人健康水平贡献力量。20世纪初,沃尔特·里德(Walter Reed)证实黄热病由蚊子传播的病毒引起,随之采取的预防措施显著降低了该病发病率。20世纪中期,黄热病病毒和脊髓灰质炎病毒疫苗研发成功,至今仍在应用。随后的分子病毒学时代精确揭示了病毒进入宿主细胞、合成蛋白、复制核酸、组装新病毒及传播的机制。这些研究增进了对生物学的基本理解,建立了应用于病毒学以外多个领域的工具,并催生了多种拯救生命的治疗方法。
病毒学家对病毒复制策略的研究指明了病毒生命周期中可作为抗病毒治疗靶点的环节。然而,抗病毒药物库仍存在显著空白。我们对许多病毒缺乏有效药物,包括引起急性感染伴慢性后遗症的柯萨奇病毒B、感染胎儿的寨卡病毒以及导致癌症的EBV和HPV。HIV感染仍无法根治。通过集中开发安全有效的抗病毒药物,针对缩短寿命和生活质量的病毒,美国人的健康水平将大幅提升。
遏制慢性病毒感染最直接的方法是预防感染。安全有效的疫苗已显著降低多种病毒性疾病的发病率和死亡率。儿童期接种的HBV和HPV疫苗分别降低了肝癌和宫颈癌的发病率。成人接种的水痘-带状疱疹病毒疫苗可预防带状疱疹,并对痴呆有保护作用。这些疫苗的开发基于对病因病毒的理解,且部分需要精确掌握病毒靶点以有效激发保护性免疫。然而,我们仍缺乏针对多种重要慢性病毒感染(如CMV、EBV、HCV和HIV等)的疫苗,这主要源于对病毒复制、疾病发病机制和宿主免疫的知识不完全。仅预防这些病毒感染就能减轻巨大的人类痛苦并带来显著经济效益。
学术界、政府及工业界的病毒学家致力于理解病毒复制与致病机制,开发安全有效的抗病毒干预措施,助力美国人健康提升。加速这些努力需加强人才培养(包括培训能将研究转化为新疗法的人员)以及联邦政府大胆增加对基础和应用病毒学研究的资助。投资回报将体现在儿童健康改善和成人慢性病负担减轻。病毒学家是好奇、勤奋、致力于发现与服务的人群,他们努力理解人类、动物、植物甚至简单生命形式中的病毒感染如何引发重大健康问题。同时,病毒作为揭示自然奥秘的有价值工具,其研究将继续为非病毒性疾病带来益处。病毒学家已为此工作做好准备,并愿贡献更多力量。
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