كيف نستطيع أن نبحث ونحقق في بيئة الفيروسات المحيطة بنا، ونساعد الطب؟ كيف نحول معرفتنا التراكمية بعلم الفيروسات الى مقال تشخيصي بسيط في حجم ورقة تحمل باليد؟ أريد أن أحول كل ما نعرفه الآن عن الكشف عن الفيروسات و مدى الفيروسات الموجودة حولنا الى .. فلنقل: شريحة إلكترونية بسيطة.
How can we investigate this flora of viruses that surround us, and aid medicine? How can we turn our cumulative knowledge of virology into a simple, hand-held, single diagnostic assay? I want to turn everything we know right now about detecting viruses and the spectrum of viruses that are out there into, let's say, a small chip.
عندما بدأنا نفكر في هذا المشروع كيف نصنع مقال تشخيصي واحد للكشف عن جميع الجراثيم في آن واحد-- الحقيقة واجهنا بعض الصعوبات بخصوص ذلك أولاً، الفيروسات معقدة جداً ولكنها أيضاً تتطور بسرعة كبيرة. هذه احد الفيروسات البيكورناوية. الفيروسات البيكورناوية -- تلك تشمل الفيروسات المسببة للزُكام و شلل الأطفال (أشياء مثل هذه). أنتم تنظرون الى القشرة الخارجية من الفيروس وهذا اللون الأصفر هناك هو تلك الأجزاء من الفيروس التي تتطور بسرعة كبيرة جداً جداً، و الأجزاء الزرقاء هي التي لا تتطور بنفس السرعة. عندما يفكر الناس في صنع عوامل كاشفة لكل الفيروسات، عادةً تكون مشكلة التطور السريع عائقاً، لأنه كيف يمكننا الكشف عن شئ اذا كان يتغير دائماً؟ ولكن التطور هو اتزان: فعندما نجد تغير سريع، نجد أيضاً أشياء ثابتة -- أشياء تكاد لا تتغير أبداً.
When we started thinking about this project -- how we would make a single diagnostic assay to screen for all pathogens simultaneously -- well, there's some problems with this idea. First of all, viruses are pretty complex, but they're also evolving very fast. This is a picornavirus. Picornaviruses -- these are things that include the common cold and polio, things like this. You're looking at the outside shell of the virus, and the yellow color here are those parts of the virus that are evolving very, very fast, and the blue parts are not evolving very fast. When people think about making pan-viral detection reagents, usually it's the fast-evolving problem that's an issue, because how can we detect things if they're always changing? But evolution is a balance: where you have fast change, you also have ultra-conservation -- things that almost never change.
ولذلك نظرنا في الأمر بحرص أكثر، و سوف أريكم البيانات الآن. هذه فقط بعض الأشياء التي يمكنك عملها على حاسوبك. لقد أخذت كمية من هذه الفيروسات البيكورناوية الصغيرة، مثل الزُكام و شلل الأطفال ....الخ. و قمت بتفكيكهم الى اجزاء صغيرة، فلنأخذ هذا المثال الأول والمسمى بالفيروسات الكوكساكية، ونقوم بتفكيكه الى نوافذ صغيرة. ولنلّون هذه النوافذ الصغيرة بالأزرق و في حال وجد فيروس آخر له تتابع متماثل في محتواه الوراثي لهذا الفيروس. هذه التتابعات في الأعلى -- و التي بالمناسبة غير قادرة على تصنيع البروتين -- هي تقريبا متماثلة تماماً بين كل هؤلاء، لذلك يمكنني أن أستخدم هذا التتابع كعلامة للتعرف على مدى أوسع من الفيروسات، دون الاضطرار الى صنع شيء مخصص لكلٍ منهم. أما هنا فيوجد تنوع كبير: حيث تتطور الأشياء بسرعة. وبالأسفل هنا يمكنك أن ترى تطور أكثر بطئاً: أي تنوع أقل.
And so we looked into this a little more carefully, and I'm going to show you data now. This is just some stuff you can do on the computer from the desktop. I took a bunch of these small picornaviruses, like the common cold, like polio and so on, and I just broke them down into small segments. And so took this first example, which is called coxsackievirus, and just break it into small windows. And I'm coloring these small windows blue if another virus shares an identical sequence in its genome to that virus. These sequences right up here -- which don't even code for protein, by the way -- are almost absolutely identical across all of these, so I could use this sequence as a marker to detect a wide spectrum of viruses, without having to make something individual. Now, over here there's great diversity: that's where things are evolving fast. Down here you can see slower evolution: less diversity.
و عندما نصل الى... هنا مثلا لنقل فيروس الشلل الحاد الذي يصيب النحل وإنه من السيء أن تصاب به إن كنت نحلة لا يوجد أي شبه بين هذا الفيروس و الفيروسات الكوكساكية و لكن أؤكد لكم أن التتابعات الأكثر ثبوتاً بين هذه الفيروسات على اليد اليمنى في الشاشة لها مناطق متماثلة في الاعلى و لذلك يمكننا تغليف هذه المناطق الثابتة عبر التطور ..كيف تطورت هذه الفيروسات عبر اختيار اما عناصر الحمض النووي أو عناصر الحمض الريبي النووي في هذه المناطق لتمثل على شريحتنا كعناصر كيميائية كاشفة
Now, by the time we get out here to, let's say, acute bee paralysis virus -- probably a bad one to have if you're a bee --- this virus shares almost no similarity to coxsackievirus, but I can guarantee you that the sequences that are most conserved among these viruses on the right-hand of the screen are in identical regions right up here. And so we can encapsulate these regions of ultra-conservation through evolution -- how these viruses evolved -- by just choosing DNA elements or RNA elements in these regions to represent on our chip as detection reagents.
حسناً , اذاً هذا ما فعلناه , و لكن كيف سنقوم بعمل ذلك منذ وقت طويل حين كنت في الدراسات العليا كنت أتسلى بصناعة شرائح الحمض النووي هذا معناه ( طبع الحمض النووي على الزجاج) و هذا ماترونه هنا بقع الملح الصغيرة هي عبارة عن حمض نووي مثبت على الزجاج وبذلك يمكنني وضع الآلاف منهم على شريحتنا الزجاجية و استخدامهم كعنصر كيميائي كاشف أخذنا شرائحنا الى شركة هيلوت-باكارد (Hp) و استخدمنا القوة الذرية لمجاهرهم على هذه البقع و هذا ما ترونه: يمكنكم فعلاً أن تروا شعيرات الحمض النووي هنا مسطحة على الزجاج اذناً فالذي نفعله هو فقط طبع الحمض النووي على الزجاج أشياء صغيرة مسطحة ( هذه سوف تكون علامات للمُمرضات) فأنا أصنع رجال اّلية صغيرة في المعمل لصنع هذه الشرائح و أنا ممن يحبون نشر التقنيات اذا كان لديك من المال ما يكفي لشراء سيارة الكامري فبإمكانك أن تبني واحدة من هذه التقنيات أيضاً لذلك فقد قمنا بنشر ارشادات كاملة مجانا على موقعنا على الانترنت بأجزاء يمكن طلبها بشكل مستقل يمكنك أن تبني آلة تنظيم الحمض النووي في الكراج اليك التفاصيل المتعلقة بالطوارىء (ضحك) كل اّالة يجب أن يكون بها زر أحمر كبير و لكن بالفعل فهي اّمنة للغاية يمكنك حقاً أن تصنع شرائح الحمض النووي في كراجك الخاص و تحل شفرات بعض البرامج الجينية بأقصى سرعة , أنه شئ ممتع جداً (ضحك)
OK, so that's what we did, but how are we going to do that? Well, for a long time, since I was in graduate school, I've been messing around making DNA chips -- that is, printing DNA on glass. And that's what you see here: These little salt spots are just DNA tacked onto glass, and so I can put thousands of these on our glass chip and use them as a detection reagent. We took our chip over to Hewlett-Packard and used their atomic force microscope on one of these spots, and this is what you see: you can actually see the strands of DNA lying flat on the glass here. So, what we're doing is just printing DNA on glass -- little flat things -- and these are going to be markers for pathogens. OK, I make little robots in lab to make these chips, and I'm really big on disseminating technology. If you've got enough money to buy just a Camry, you can build one of these too, and so we put a deep how-to guide on the Web, totally free, with basically order-off-the-shelf parts. You can build a DNA array machine in your garage. Here's the section on the all-important emergency stop switch. (Laughter) Every important machine's got to have a big red button. But really, it's pretty robust. You can actually be making DNA chips in your garage and decoding some genetic programs pretty rapidly. It's a lot of fun. (Laughter)
اذناً فالذي قمنا به , و هذا مشروع رائع حقاً بدأنا بصناعة شريحة للفيروس التنفسي لقد تكلمت عن هذا أنت تعلم هذه المواقف عندما تدخل الى العيادة و لا يتم تشخيصك ؟! حسناً , مبدأياً لقد وضعنا كل فيروسات التنفس الآدمية على شريحة و قمنا باضافة فيروس الحلأ البسيط و لما لا ؟ أول شئ تفعله كعالم هو.. أن تتأكد أن الأشياء تعمل و ما قمنا به هو أخذ خلايا الأنسجة المستنبة (في المخبر) و قمنا بعدوتها بفيروسات مختلفة و نلّون هذه الأجزاء باللألوان المستشعة لتمييز الحمض النووي ان الأعضاء الوراثية اللتي تنجم عن خلايا الأنسجة المستنبة غالباً أشياء فيروسية, ثم نقوم بلصقها على التنظيم لنرى أين ستلتصق الآن اذا كان تتابع الحمض النووي متشابه سيلتصقوا ببعض و يمكننا النظر بذلك الى نقاط و اذا اضاءت هذه النقاط نعرف أنه يوجد فيروس محدد هنا
And so what we did -- and this is a really cool project -- we just started by making a respiratory virus chip. I talked about that -- you know, that situation where you go into the clinic and you don't get diagnosed? Well, we just put basically all the human respiratory viruses on one chip, and we threw in herpes virus for good measure -- I mean, why not? The first thing you do as a scientist is, you make sure stuff works. And so what we did is, we take tissue culture cells and infect them with various viruses, and we take the stuff and fluorescently label the nucleic acid, the genetic material that comes out of these tissue culture cells -- mostly viral stuff -- and stick it on the array to see where it sticks. Now, if the DNA sequences match, they'll stick together, and so we can look at spots. And if spots light up, we know there's a certain virus in there.
هكذا تبدو واحدة من هذه الشرائح في الحقيقة و بالفعل فهذه البقع الحمراء تدّل على تشكّل الفيروس و كل بقعة تمثل عائلة مختلفة من الفيروسات أو نوع من الفيروس و هذه طريقة صعبة للنظر الى الأمور سأقوم فقط بتشفير الأشياء الى شفرة تعريف صغيرة مجمعة حسب العائلة , لذلك يمكننا أن نرى النتيجة بطريقة حدسية فقمنا بأخذ خلايا الأنسجة المستنبة و نقلنا العدوى بالفيروس الغداني و بامكانك ان ترى البقع الصفراء الصغيرة التي بجانب الفيروس الغداني و كما سبق نقلنا العدوى بفيروسُ الباراالانفلونزا 3 انها حُمّة النظائر المخاطية و كما ترون هناك شفرة خيطية صغيرة و كذلك بالفَيْروس المِخْلَوِيّ التَّنَفُّسِيّ و هذا وباء مراكز الحضانة في كل مكلن يعني مثل داء سيلان الأنف (ضحك) يمكنك أن ترى أن شفرة التعريف هذه لنفس العائلة و لكنها مُميزة للبارا انفلونزا 3 و التي تصيبك بزكام سئ للغاية وبذلك نحصل على علامة مميزة ( بصمة لكل فيروس ) شلل الأطفال و الزكام ينتميان لنفس العائلة ,متشابهين بشكل كبير الرينو هو الزكام ، و الجميع يعرف ما هو البوليس - شلل الأطفال يمكنك ان ترى أن هذه العلامات مميزة و فيروس الهربس المصاحب لسرطان كابوزي يضع علامة مميزة هنا فهو ليس بخط مستقيم كامل هذا يدلني أن لدي فيروس من نوع معين هنا انها شفرة التعريف كاملة التي تعطينا الدلالة الصحيحة
That's what one of these chips really looks like, and these red spots are, in fact, signals coming from the virus. And each spot represents a different family of virus or species of virus. And so, that's a hard way to look at things, so I'm just going to encode things as a little barcode, grouped by family, so you can see the results in a very intuitive way. What we did is, we took tissue culture cells and infected them with adenovirus, and you can see this little yellow barcode next to adenovirus. And, likewise, we infected them with parainfluenza-3 -- that's a paramyxovirus -- and you see a little barcode here. And then we did respiratory syncytial virus. That's the scourge of daycare centers everywhere -- it's like boogeremia, basically. (Laughter) You can see that this barcode is the same family, but it's distinct from parainfluenza-3, which gives you a very bad cold. And so we're getting unique signatures, a fingerprint for each virus. Polio and rhino: they're in the same family, very close to each other. Rhino's the common cold, and you all know what polio is, and you can see that these signatures are distinct. And Kaposi's sarcoma-associated herpes virus gives a nice signature down here. And so it is not any one stripe or something that tells me I have a virus of a particular type here; it's the barcode that in bulk represents the whole thing.
حسناً أرى فيروس الرينو و هنا نرى التغيير في شفرة التعريف لفيروس الرينو و لكن ماذا عن أنواع أخرى من فيروس الرينو كيف بإمكاني التعرف على أي نوع من فيروس الرينو الذي أحمله يوجد 102 نوع مختلف من الزكام و هم 102 فقط لأن الناس توقفت عن أحصائهم هناك أنواع جديدة كل عام إليكم أربع أنواع من فيروس الزكام بإمكانك أن تروها بالعين المجردة بدون تقنية(التتابعات المتشابهة) الحديثة برامج تمييز الخوارزميات بإمكانك تمييز كلاً من هذه الشفرات عن بعضها
All right, I can see a rhinovirus -- and here's the blow-up of the rhinovirus's little barcode -- but what about different rhinoviruses? How do I know which rhinovirus I have? There're 102 known variants of the common cold, and there're only 102 because people got bored collecting them: there are just new ones every year. And so, here are four different rhinoviruses, and you can see, even with your eye, without any fancy computer pattern-matching recognition software algorithms, that you can distinguish each one of these barcodes from each other.
و لكن ذلك ليس مجدياً ذلك لأني أعرف ترتيب كل تسلسل الجينومات لفيروس الزكام و لقد قمت بتصميم الشريحة حتى أتمكن من تمييزهم عن بعض و لكن ماذا عن فيروسات الزكام التي لا تتبع أي تسلسل جينومات لا علم لنا بالتسلسل فنعزلهم عن المصنفات إليكم أربع أنواع من فيروس الزكام نحن لا نعلم عنهم أي شئ لم يقم أحد أبدا بتحديد تتابعهم , و يمكنك أن ترى أن لهم تتابعات مميزة جدا تخيل إنشاء مكتبة ، واقعية أو إفتراضية لتصنيف ذلك بصمة لكل الفيروسات المعروفة و لكن ذلك من نسج الخيال ! هناك طن من الفيروسات لكل من خلايا الأنسجة المستنبة ماذا عن الناس الحقيقين؟ كما نعلم لا يمكن التحكم بالناس نحن لا نعلم ماذا قد نجد في كوب سعل أحدهم فيه ولذلك فالموضوع معقد للغاية يمكن أن يحتوي على العديد من البكتيريا و فيروسات أكثر و التي بالفعل تحتوي على عناصر جينية اذن كيف نتعامل مع هذا ؟ و كيف نقوم بتحكم ايجابي هنا ؟
Now, this is kind of a cheap shot, because I know what the genetic sequence of all these rhinoviruses is, and I in fact designed the chip expressly to be able to tell them apart, but what about rhinoviruses that have never seen a genetic sequencer? We don't know what the sequence is; just pull them out of the field. So, here are four rhinoviruses we never knew anything about -- no one's ever sequenced them -- and you can also see that you get unique and distinguishable patterns. You can imagine building up some library, whether real or virtual, of fingerprints of essentially every virus. But that's, again, shooting fish in a barrel, you know, right? You have tissue culture cells. There are a ton of viruses. What about real people? You can't control real people, as you probably know. You have no idea what someone's going to cough into a cup, and it's probably really complex, right? It could have lots of bacteria, it could have more than one virus, and it certainly has host genetic material. So how do we deal with this? And how do we do the positive control here?
ان الموضوع بسيط هذا أنا خلال غسيل الجيوب الأنفية و للتجربة لقحنا عدد من الناس بالفيروسات بموافقة من المجلس، وقد أخذوا أجورهم لقحنا هؤلاء للتجربة بفيروس الزكام لنأخذ أي شخص من غرفة الطوارئ غير محدد . التهابات الجهاز التنفسي المنقولة في المجتمع لا تعرف ما قد تصادف في غرفة الطوارئ لنبدأ بما نستطيع التحكم به و نعلم أن الشخص بصحة جيدة و نقلنا له جرعة من الفيروس عبر الأنف لنرى ما حصل
Well, it's pretty simple. That's me, getting a nasal lavage. And the idea is, let's experimentally inoculate people with virus. This is all IRB-approved, by the way; they got paid. And basically we experimentally inoculate people with the common cold virus. Or, even better, let's just take people right out of the emergency room -- undefined, community-acquired respiratory tract infections. You have no idea what walks in through the door. So, let's start off with the positive control first, where we know the person was healthy. They got a shot of virus up the nose, let's see what happens.
في اليوم الصفر: لا تغيير شيء مذهل ، انهم بصحة جيدة ظننا أن المسالك الأنفية قد تكون مليئة بالفيروسات حتى لو ظننت أنك بصحة جيدة إن تشعر أنك بصحة جيدة فانت بصحة جيدة إذاً اليوم الثاني: لاحظنا أعراض الزكام فهي مشابهة لتلك التي في المخبر الناتجة عن تجربة الخلايا المستنبة ممتاز، ولكن قد يكون فيه خلل ، صحيح؟ فقد حقنا طناً من الفيروسات في أنف هذا الشخص.. (ضحك) أقصد، أنه فعلاً كان مصاب بالزكام , و نريد نجاح التجربة ماذا عن الأشخاص الذين نراهم في الشوارع
Day zero: nothing happening. They're healthy; they're clean -- it's amazing. Actually, we thought the nasal tract might be full of viruses even when you're walking around healthy. It's pretty clean. If you're healthy, you're pretty healthy. Day two: we get a very robust rhinovirus pattern, and it's very similar to what we get in the lab doing our tissue culture experiment. So that's great, but again, cheap shot, right? We put a ton of virus up this guy's nose. So -- (Laughter) -- I mean, we wanted it to work. He really had a cold. So, how about the people who walk in off the street?
إليكم شخصان مجهولان، نميزهم برموز كلاهما مصاب بفيروس الزكام. لكننا لم نرى هذا النوع من التتابعات من قبل في المخبر قمنا بتصنيف جزء من تلك الفيروسات إنها أنواع جديدة من فيروس الزكام لم يشهدها أحد من قبل تذكروا تسلسل الجينات التراتبي غير المتأثر بتطوير الجينات نستعمله هنا ليمكننا من إكتشاف الفيروسات غير المصنفة أو البسيطة لأننا نختار ما هو محفوظ عبر التطور إليكم شخص آخر بإمكانكم أن تشخصوا حالته بأنفسكم تمثل هذه الكتل المختلفة فيروسات مختلفة من عائلة فيروس الباراموكسي بامكانك متابعة الكتل لتتمكن من تمييز العلامة إن لم يكن مصاب بسل الكلاب فذلك شيء جيد. ضحك عندما تصل إلى الكتلة التاسعة ستلاحظ وجود فيروس المِخْلَوِيّ التَّنَفُّسِيّ ستلاحظ أيضاً إذا كان لديهم أطفال أن فرد آخر من العائلة قد يصاب أيضاً. نرى RSVB ر س ف ب جيد إليكم شخص آخر إختبرناه على يومين مختلفين زيارات مختلفة للعيادة هذا الشخص مصاب بالبارا إنفلونزا 1 كما ترون هناك خط صغير يدل على ذلك لفيروس السينداي (فيروس مخاطي) عند الفئران هناك علاقة مرتبطة بالجينات.. هذا مثير جداً
Here are two individuals represented by their anonymous ID codes. They both have rhinoviruses; we've never seen this pattern in lab. We sequenced part of their viruses; they're new rhinoviruses no one's actually even seen. Remember, our evolutionary-conserved sequences we're using on this array allow us to detect even novel or uncharacterized viruses, because we pick what is conserved throughout evolution. Here's another guy. You can play the diagnosis game yourself here. These different blocks represent the different viruses in this paramyxovirus family, so you can kind of go down the blocks and see where the signal is. Well, doesn't have canine distemper; that's probably good. (Laughter) But by the time you get to block nine, you see that respiratory syncytial virus. Maybe they have kids. And then you can see, also, the family member that's related: RSVB is showing up here. So, that's great. Here's another individual, sampled on two separate days -- repeat visits to the clinic. This individual has parainfluenza-1, and you can see that there's a little stripe over here for Sendai virus: that's mouse parainfluenza. The genetic relationships are very close there. That's a lot of fun.
هنا قمنا بتكوين الشريحة تحتوي هذه الشريحة على جميع الفيروسات المعروفة جميع فيروسات النباتات و الحشرات و الفيروسات البحرية كل ما استطعنا أن نحصل عليه من جن بنك (GENBANK) وهو المستودع الوطني للتسلسلات الجينية نستعمل هذه الشريحة الآن.. ولكن لماذا؟ أولاً . عندما يكون بحوزتنا شريحة بهذا الحجم يتطلب وجود بعض المعلوماتية لذا فقد صممنا النظام ليقوم بعملية التشخيص أوتوماتيكياً ببساطة ، بحوزتنا تسلسلات إفتراضية و لأن قدرتنا محدودة بالنسبة للحصول على عينة من كل فيروس فذلك سيكون شبه مستحيل.. لذا علينا بالتسلسلات الافتراضية و مقارنتهم بالنتيجة التي رصدناها و ذلك معقد للغاية. لنعطي رقم لتقييم الإحتمال أن هذا الفيروس هو فيروس الزكام أو ما شيء ما و هذا ما حصلنا عليه إذا على سبيل المثال استخدمنا خلايا الأنسجة المصابة بفيروس حليمي مزمن حيث ترى من قرأة الحاسوب و خوارزميتنا تثبت لنا أنه قد يكون فيروس حليمي نوع 18 وذلك بالفعل ما قد أصاب خلايا الأنسجة تلك العدوى المزمنة
So, we built out the chip. We made a chip that has every known virus ever discovered on it. Why not? Every plant virus, every insect virus, every marine virus. Everything that we could get out of GenBank -- that is, the national repository of sequences. Now we're using this chip. And what are we using it for? Well, first of all, when you have a big chip like this, you need a little bit more informatics, so we designed the system to do automatic diagnosis. And the idea is that we simply have virtual patterns, because we're never going to get samples of every virus -- it would be virtually impossible. But we can get virtual patterns, and compare them to our observed result -- which is a very complex mixture -- and come up with some sort of score of how likely it is this is a rhinovirus or something. And this is what this looks like. If, for example, you used a cell culture that's chronically infected with papilloma, you get a little computer readout here, and our algorithm says it's probably papilloma type 18. And that is, in fact, what these particular cell cultures are chronically infected with.
لنجرب شيء أصعب هذه المرة لنضع جرس في العيادة عندما يأتي شخص ما ولا يستطيع المستشفى أن يقدموا له أي مساعدة فيتصلوا بنا عندما لا يستطيعون تشخيص حالة المصاب سنجهز لذلك في غرفة الإنتظار حدثت هذه الحالة منذ ثلاثة أسابيع إمرأة في الثامنة و العشرين من العمر، لم تسافر قط [غير مؤكد]، لا تدخن، و لا تتناول الكحول لمدة 10 أيام، ظهرت الأعراض التالية، تعرق ليلي، بصاق دموي سعال مصطحب بالدم ، آلام عضلية عند ذهابها للعيادة اعطوها مضادات حيوية و أرسلوها للبيت و عادت بعد أن استمرت 10 أيام ، و ما زالت تعاني من الحمى و تعاني من نقص في الاكسيجين في الرئتين. قاموا بإجراء تصوير مقطعي يوجد مناطق داكنة اللون و سوداء في الرئة الطبيعية ولكنها بيضاء هنا وهذه دلالة سيئة و شكل الشجرة هنا يدل على وجود إلتهاب انها مصابة بإلتهاب و قد قمنا بعلاج المريضة عن طريق أدوية و مضادات حيوية مثل دوكسيسيكلين وفي اليوم الثالث تأزمت حالتها إلى قصور حاد و إضطروا إلى تنبيبها أي إدخال أنبوب في بلعومها و قاموا بتهويتها بشكل آلي لكونها غير قادرة على التنفس ما العمل هنا؟ لا نعرف غيروا نوع المضادات الحيوية وتاميفلو أحد المضادات الحيوية للانفلونزا لا علم لأحد كيف ظنوا أنها مصابة بالانفلونزا فقاموا باعطائها التاميفلو
So let's do something a little bit harder. We put the beeper in the clinic. When somebody shows up, and the hospital doesn't know what to do because they can't diagnose it, they call us. That's the idea, and we're setting this up in the Bay Area. And so, this case report happened three weeks ago. We have a 28-year-old healthy woman, no travel history, [unclear], doesn't smoke, doesn't drink. 10-day history of fevers, night sweats, bloody sputum -- she's coughing up blood -- muscle pain. She went to the clinic, and they gave her antibiotics and then sent her home. She came back after ten days of fever, right? Still has the fever, and she's hypoxic -- she doesn't have much oxygen in her lungs. They did a CT scan. A normal lung is all sort of dark and black here. All this white stuff -- it's not good. This sort of tree and bud formation indicates there's inflammation; there's likely to be infection. OK. So, the patient was treated then with a third-generation cephalosporin antibiotic and doxycycline, and on day three, it didn't help: she had progressed to acute failure. They had to intubate her, so they put a tube down her throat and they began to mechanically ventilate her. She could no longer breathe for herself. What to do next? Don't know. Switch antibiotics: so they switched to another antibiotic, Tamiflu. It's not clear why they thought she had the flu, but they switched to Tamiflu.
فاعترفوا أخيراً بالفشل في اليوم السادس ليس بالوسع سوى أخذ خزعة من الرئتين تقاس نسبة الوفاة لهذا الإجراء ب-8% ماذا نستنتج من ذلك انكم تنظرون الآن إلى خزعة من رئتينها المفتوحة أنا لست باخصائي مخبري ولكن ليس هناك أي شيء نستنتجه يوجد تورم مثل إلتهاب القصبات إنه غير مدهش و لكنه تقرير المخبر فما الذي قاموا بتحليله ؟ بالطبع لديهم فحوصاتهم فقد فحصوها ل-70 نوع من الفيروسات لكل بكتيريا ، و فطريات و فيروس إفتراضي بإمكانك شراء الفيروس مثل سارس، هتش أي في، ار إس في ، و متبنومفيرس كانت نتيجة الفحوصات كلها سلبية، فاقت قيمتها 100،000 دولار أقصد أنهم جربوا كل شيء لهذه المرأة
And on day six, they basically threw in the towel. You do an open lung biopsy when you've got no other options. There's an eight percent mortality rate with just doing this procedure, and so basically -- and what do they learn from it? You're looking at her open lung biopsy. And I'm no pathologist, but you can't tell much from this. All you can tell is, there's a lot of swelling: bronchiolitis. It was "unrevealing": that's the pathologist's report. And so, what did they test her for? They have their own tests, of course, and so they tested her for over 70 different assays, for every sort of bacteria and fungus and viral assay you can buy off the shelf: SARS, metapneumovirus, HIV, RSV -- all these. Everything came back negative, over 100,000 dollars worth of tests. I mean, they went to the max for this woman.
اتصلوا بنا في اليوم الثامن من المستشفى أعطونا رشافة رغامية إنه سائل من البلعوم أعطونا ذلك من الأنبوب الذي أدخلوه في البلعوم وجدنا البارا إنفلونزا نوع 4 عندما فحصنا ذلك على الشريحة ولكن ما البارا إنفلونزا نوع 4 ؟ لم يفحص أحد البارا إنفلونزا نوع 4 الأحد يهتم بها بالفعل ليست حتى متسلسلة من ناحية الحمض النووي إما فيها جزء بسيط متسلسل لا يوجد تقريباً أي دراسات أو بحوث عن الوبائيات عن هذا المرض لم يفكر أحد بذلك لأنه لم يفكر أحد بأنه قد يؤدي لفشل في التنفس ولكن لم ذلك؟ تقاليد فحسب ليس هناك أي بيانات ليس هناك أي بيانات لتدعم إذا ما كانت تسبب مرض متوسط أو حاد لدينا من الواضح شخص متعافي يتدهور صحياً
And basically on hospital day eight, that's when they called us. They gave us endotracheal aspirate -- you know, a little fluid from the throat, from this tube that they got down there -- and they gave us this. We put it on the chip; what do we see? Well, we saw parainfluenza-4. Well, what the hell's parainfluenza-4? No one tests for parainfluenza-4. No one cares about it. In fact, it's not even really sequenced that much. There's just a little bit of it sequenced. There's almost no epidemiology or studies on it. No one would even consider it, because no one had a clue that it could cause respiratory failure. And why is that? Just lore. There's no data -- no data to support whether it causes severe or mild disease. Clearly, we have a case of a healthy person that's going down.
حسناً فهذا تقرير حالة واحدة سأخبركم بشيئ واحد في الدقيقتين الأخيرتين لم ينشر بعد إنما سيذاع عنه غداً مثير بالفعل كيفية استخدام هذه الشريحة لتكتشف شيء جديد و تفتح أبواب الفرص لا داعي لأعطيكم احصائيات عن سرطان البروستاتا ( الموثة ) و العديد منكم يعرف عن سرطان البروستاتا ( الموثة ) يعد ثالث الأمراض السرطانية المميتة في الولايات المتحدة له عدة مخاطر و لكن هناك قابلية لأن يكون سرطان البروستاتا وراثي عند ما يقارب نسبة 10 بالمئة من سرطان البروستاتا و هناك بعض الأشخاص الذين لديهم هذه القابلية و أول الجينيات التي تم تعيينها في الدراسات للاصابة المبكرة لسرطان البروستاتا, يدعى هذه الجين ار ن ا س اي ل (RNASEL) و ما ذلك؟ أنزيم مضاد الحمى الدفاعي و هانحن نفكر لماذا يتعرض الرجال الذين يحملون هذه الطفرة الجينية الخلل في جهاز الدفاع لمضاد الحمى, يصابون بسرطان البروستاتا غير مفهومة !! الا في حال وجود فيروس
OK, that's one case report. I'm going to tell you one last thing in the last two minutes that's unpublished -- it's going to come out tomorrow -- and it's an interesting case of how you might use this chip to find something new and open a new door. Prostate cancer. I don't need to give you many statistics about prostate cancer. Most of you already know it: third leading cause of cancer deaths in the U.S. Lots of risk factors, but there is a genetic predisposition to prostate cancer. For maybe about 10 percent of prostate cancer, there are folks that are predisposed to it. And the first gene that was mapped in association studies for this, early-onset prostate cancer, was this gene called RNASEL. What is that? It's an antiviral defense enzyme. So, we're sitting around and thinking, "Why would men who have the mutation -- a defect in an antiviral defense system -- get prostate cancer? It doesn't make sense -- unless, maybe, there's a virus?"
فقمنا بوضع أورام - و هنا لدينا مئات الأورام على الشريحة و نعرف من يحمل الخلل (الجين RNASEL) و من لا يحمله و أريكم هنا المؤشر على الشريحة و أريكم هنا مجموعة أو كتلة من فيروسات أوليجوس و من المؤشر هنا أخبركم أن الرجال الحاملين لهذه الطفرة الجينية في أنزيم مضاد الحمى الدفاعي و المصابين بورم غالبا 40 بالمئة من الوقت و هذا مميز و يكشف عن فيروس قهقري جديد هذا شيء خيالي.... أليس كذلك؟ دعونا ننسخ الفيروس بأكمله دعوني أخبركم أولاٌ ما استنتجنه التنبؤ اللأوتوماتيكي كان مشابه جداٌ لفيروس الفئران و لكن ذلك لا يدلنا على الكثير لذا قمنا بنسخ الفيروس كاملاٌ ان ما أريكم هنا هذا الجينوم الفيروسي انه نوع كلاسيكي من فيروس الغاما و ذلك جديد للغاية لم يره أحد من قبل قط ان أقرب شيء له بالفعل من الفئران بامكاننا أن نسميه فيروس قهقري غريب التوجه لأنه ينقل العدوى لأنواع غير الفئران اليكم هذه الشجرة التطورية لنرى ما العلاقة بين الفيروسات الأخرى لنرى ما العلاقة بين الفيروسات الأخرى و بإمكاننا القول أنهم التهابات مستقلة الكل مصاب بنفس الفيروس و لكنهم مختلفين بنسبة مما يدعونا لنصدق أنهم تم اكتسابهم بشكل مستقل هل هو فعلاً في الأنسجة؟ يمكننا أن نستنج : نعم لنأخذ شرخ من هذه الخزعات من أنسجة الورم و نستخدم بعض المواد لتحديد الفيروس فنجد هنا خلايا تحتوي على جسيمات فيروسية هؤلاء الأشخاص مصابون بالفعل بهذا الفيروس
So, we put tumors --- and now we have over 100 tumors -- on our array. And we know who's got defects in RNASEL and who doesn't. And I'm showing you the signal from the chip here, and I'm showing you for the block of retroviral oligos. And what I'm telling you here from the signal, is that men who have a mutation in this antiviral defense enzyme, and have a tumor, often have -- 40 percent of the time -- a signature which reveals a new retrovirus. OK, that's pretty wild. What is it? So, we clone the whole virus. First of all, I'll tell you that a little automated prediction told us it was very similar to a mouse virus. But that doesn't tell us too much, so we actually clone the whole thing. And the viral genome I'm showing you right here? It's a classic gamma retrovirus, but it's totally new; no one's ever seen it before. Its closest relative is, in fact, from mice, and so we would call this a xenotropic retrovirus, because it's infecting a species other than mice. And this is a little phylogenetic tree to see how it's related to other viruses. We've done it for many patients now, and we can say that they're all independent infections. They all have the same virus, but they're different enough that there's reason to believe that they've been independently acquired. Is it really in the tissue? And I'll end up with this: yes. We take slices of these biopsies of tumor tissue and use material to actually locate the virus, and we find cells here with viral particles in them. These guys really do have this virus.
هل يسبب هذا الفيروس سرطان البروستاتا؟ لا شيء أقوله بالصدفة . لا أعرف. هل له علاقة بتكوّن الورم؟ لا أعرف . هل هؤلاء الأشخاص عرضة للفيروسات ؟ محتمل. و قد لا يكون له علاقة بالسرطان و لكنه خيار هناك رابط قوي بين وجود هذا الفيروس و الطفرة الوراثية المتعلقة بالسرطان إلى هنا وصلنا و لكني أخشى أن هذا يدعونا لنتسأل أكثر مما يجيب أسئلتنا و هذا كما تعلمون فائدة العلم الحقيقية ذلك نتيجة عمل أشخاص في المخبر لا أستطيع أن أنسبه إلي إنه عمل مشترك بيني و بين دون هذا الشخص بدأ المشروع في مخبري و هذا من عمل على تجربة البروستاتا شكراً جزيلاً
Does this virus cause prostate cancer? Nothing I'm saying here implies causality. I don't know. Is it a link to oncogenesis? I don't know. Is it the case that these guys are just more susceptible to viruses? Could be. And it might have nothing to do with cancer. But now it's a door. We have a strong association between the presence of this virus and a genetic mutation that's been linked to cancer. That's where we're at. So, it opens up more questions than it answers, I'm afraid, but that's what, you know, science is really good at. This was all done by folks in the lab -- I cannot take credit for most of this. This is a collaboration between myself and Don. This is the guy who started the project in my lab, and this is the guy who's been doing prostate stuff. Thank you very much. (Applause)