Как можем да проучваме тази флора от вируси, която ни заобикаля, и да подпомагаме медицината? Как можем да превърнем натрупаните си познания по вирология в един-единствен, подръчен диагностичен анализ? Искам веднага да превърна всичко, което знаем за откриването на вируси и за спектъра от съществуващи вируси в, да кажем, един малък чип.
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.
Когато започнахме да мислим за този проект... как бихме направили един-единствен диагностичен анализ за пресяване за всички патогени едновременно... ами, с тази идея има няколко проблема. Първо, вирусите са доста сложни, а също така еволюират много бързо. Това е пикорнавирус. Пикорнавирусите... те включват обикновената настинка, полиомиелита и подобни неща. Гледаш външната черупка на вируса - жълтият цвят тук са онези части от вируса, които еволюират много, много бързо, а сините части не еволюират много бързо. Когато хората мислят за създаване на реагенти за пан-вирално откриване, обикновено бързото развитие е проблем, защото как може да откриваме нещо, ако то постоянно се променя? Но еволюцията е баланс: когато има бърза промяна, има също и ултра-консервация - неща, които почти никога не се променят.
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.
И така, разгледахме това малко по-внимателно, и сега ще ви покажа данни. Това са просто някои неща, които може да направите на компютъра в къщи. Взех куп от тези малки пикорнавируси като обикновената настинка, полиомиелита и така нататък, просто ги разбих на малки сегменти, така направих този пръв пример, наречен Коксакивирус и просто го разбих на малки прозорци. Оцветявам тези малки прозорци в синьо, ако друг вирус споделя идентична секвенция в генома си с този вирус. Тези секвенции тук горе... които дори не са код за протеин, между другото... са почти абсолютно идентични при всички тези, така че бих могъл да използвам тази секвенция като маркер за откриване на широк спектър от вируси, без да се налага да правя нещо индивидуално. А тук има огромно разнообразие: ето къде нещата се равиват бързо. Тук долу виждате по-бавната еволюция: по-малко разнообразие.
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.
Докато стигнем тук навън до, да кажем, вируса на острата пчелна парализа... вероятно е много зле да го пипнеш, ако си пчела... този вирус няма почти никакви сходства с коксакиевирус, но мога да ви гарантирам, че секвенциите, най-много запазени сред тези вируси от дясната страна на екрана са в идентични региони тук горе. И така можем да капсулираме тези региони на ултра-консервация чрез еволюция... как са еволюирали тези вируси... просто като изберем ДНК елементи или РНК елементи в тези региони, които да представим на нашия чип като реагенти за откриване.
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.
Ето какво направихме, но как да го сторим? Ами, от дълго време, откакто бях в университета бърникам и правя ДНК чипове... тоест, отпечатвам ДНК върху стъкло. Ето какво виждате тук: тези малки солени петна са просто ДНК, прикрепена на стъкло, така че мога да сложа хиляди такива на нашия стъклен чип и да ги използвам като реагент за откриване. Отнесохме нашия чип в "Хюлет-Пакард", разгледахме едно от тези петна с техния атомно захранван микроскоп и ето какво виждате: всъщност виждате нишките ДНК, легнали на стъклото тук. Онова, което правим, е просто да отпечатваме ДНК върху стъкло... малки плоски неща... и това ще са маркери за патогени. Така, правя малки роботи в лабораторията, които да правят тези чипове и наистина ме бива в разпространението на технология. Ако имате достатъчно пари да купите само едно "Камри", и вие може да изградите едно от тези и затова поставяме задълбочен наръчник в мрежата, напълно безплатно, по същество с широко достъпни части... може да изградите машина за анализ на ДНК в гаража си. Ето частта за изключително важния стоп превключвател. (Смях) Всяка важна машина трябва да има едно голямо червено копче. Но всъщност е доста яка. Всъщност може да правите ДНК чипове в гаража си и да декодирате някои генетични програми доста бързо. Много е забавно. (Смях)
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)
И така, онова, което правихме... наистина страхотен проект... започнахме просто като направихме чип за дихателни вируси. Говорих за това... разбирате ли, ситуацията, при която влизаш в клиниката и не ти поставят диагноза? Е, по същество просто поставяме всички човешки дихателни вируси на един чип, а включихме и вируса на херпес за цвят... искам да кажа, защо не? Първото, което правиш като учен е, трябва да се увериш, че това нещо работи. Затова просто взехме клетки от тъканни култури и ги заразихме с различни вируси, взехме материала и сложихме флуоресцентни етикети на нуклеиновата киселина, генетичния материал, който излиза от тези клетки от тъканни култури... най-вече вирусен материал... и го сложихме върху анализа, за да видим къде ще прилегне. Ако ДНК секвенциите съвпаднат, ще прилепнат заедно, затова можем да гледаме петната. Ако петната светнат, знаем, че там вътре има определен вирус.
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.
Ето как изглежда един от тези чипове, а тези червени петна всъщност са сигнал, идващ от вируса. Всяко петно представлява различно семейство вирус или видове вирус. Това е труден начин да се разглеждат нещата, затова просто ще кодирам нещата като малък баркод, групирани по семейство, така че да може да видите резултатите по много интуитивен начин. Онова, което направихме беше да вземем клетки от тъканни култури и да ги заразим с аденовирус, и виждате този малък жълт баркод до аденовирус. Подобно заразихме с параинфлуенца-3... това е парамиксовирус... и виждате малък баркод тук. А после направихме дихателен синкитиален вирус. Това е бичът на всички детски градини... по същество прилича на бугеремия. (Смях) Виждате... виждате, че този баркод е в същото семейство, но е различен от параинфлуенца-3, която причинява много лоша настинка. Така че получаваме уникални сигнатури, пръстов отпечатък за всеки вирус. Полио и рино: те са в едно и също семейство, много близки един до друг. Рино е обикновената настинка, а всички знаете какво е полиомиелит, и виждате, че тези сигнатури са различни. А свързаният със саркомата на Капоши херпесен вирус дава хубава сигнатура тук долу. И така, няма една ивица или нещо такова, което да показва, че имам определен тип вирус тук, а баркодът, който представлява цялото нещо.
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.
Така, виждам риновирус... а тук е увеличението на малкия баркод на риновируса... ами различните риновируси? Как да разбера кой риновирус имам? Има 102 познати варианта на обикновената настинка, а има само 102, защото на хората им омръзва да ги събират: всяка година има нови. И така, тук има четири различни риновируса и виждате, дори с просто око, без никакво завързано компютърно напасване на модели и софтуерни алгоритми за разпознаване, че може да различите тези баркодове един от друг.
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.
Това е малко евтин кадър, защото знам каква е генетичната секвенция на всички тези риновируси и всъщност съм проектирал чипа изрично за да мога да ги различа, ами риновирусите, които никога не са виждали генетична секвенция? Не знаем каква е секвенцията; просто се изтеглят на място. Ето четири риновируса, за които никога не сме знаели нищо... никой никога не се е занимавал със секвенциите им... и също виждате, че се получават уникални и неразличими модели. Може да си представите изграждането на някаква библиотека, била тя реална или виртуална, от отпечатъци на практически всеки вирус. Но това отново е като да стреляш по риба в буре, нали? Имаш клетки от тъканни култури: има един тон вирус. Ами истинските хора? Не можеш да контролираш истинските хора, както вероятно знаете. Нямате представа кога някой ще се изкашля в чаша, а това вероятно е наистина сложно, нали? Може да има много бактерии, може да има повече от един вирус и със сигурност има генетичен материал от гостоприемника, така че как да се справим с това? И как да осъществяваме позитивния контрол тук?
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?
Е, много просто. Това съм аз, правят ми промивка на носа. Идеята е експериментално да заразяваме хора с вирус, така че... това е одобрено от Институционния контролен борд, между другото - платено им е. И по същество експериментално заразяваме хора с вируса на обикновената настинка. Или, дори по-добре - просто да вземем хора направо от спешното отделение... неопределени, придобити от общността инфекции на дихателния тракт. Нямате представа какво влиза през вратата. Да започнем първо с позитивния контрол, при което знаем, че лицето е било здраво. Инжектират им вирус в носа, да видим какво се случва.
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.
Ден нула: не се случва нищо. Здрави са; чисти са... изумително е. Всъщност мислехме, че назалният тракт може би е пълен с вируси, дори ако се разхождаш наоколо здрав. Той е доста чист. Ако си здрав, си доста здрав. Ден втори получаваме много енергичен модел на риновирус, доста подобен на онова, което получаваме в лабораторията, като правим експеримента си с тъканни култури. Това е страхотно, но отново, евтин кадър, нали? Пъхаме един тон вируси в носа на този тип. И така... (Смях) ...искам да кажа, искахме да подейства. Имам предвид, той наистина имаше настинка. Ами хората, които влизат от улицата?
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?
Има двама индивиди, представени от анонимните си идентификационни кодове. И двамата имат риновируси; никога не сме виждали този модел в лабораторията. Направихме секвенции на част от техните вируси; те са нови вируси, каквито всъщност никой не е виждал. Помните, че нашите еволюционно запазени секвенции, които използваме при този анализ ни позволяват да откриваме дори непознати досега или нехарактеризирани вируси, защото подбираме онова, което е консервирано по време на еволюцията. Ето и друг. Тук може сами да играете играта на диагнозата. Тези различни блокове представят различните вироси в това парамиксовирусно семейство, така че може един вид да слизаш по блоковете и да видиш къде е сигналът, разбирате ли. Е, няма кучешко неразположение (Гана); това вероятно е добре. (Смях) Но докато стигнеш до девети блок, виждаш този дихателен синкитиален вирус. Може би има деца. И тогава виждате също членът от семейството, който е свързан: RSVB се показва тук. Така че това е страхотно. Ето друг индивид, от когото са взети проби в два отделни дни... повторни посещения в клиниката. Този индивид има параинфлуенца-1 и виждате, че тук има една малка ивица за вируса сендай: това е миша параинфлуенца. Генетичните връзки са много близки тук. Много забавно.
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.
И така, изградихме чипа. Направихме чип, върху който има всеки познат вирус, откриван някога. Защо не? Всеки растителен вирус, всеки насекомен вирус, всеки морски вирус. Всичко, което можахме да измъкнем от ГенБанк... тоест, националното хранилище за секвенции. Сега използваме този чип. А за какво го използваме? Е, първо, когато имаш такъв голям чип, ти е нужна малко повече информатика, затова проектирахме системата да поставя автоматична диагноза. А идеята е, че просто имаме вирусни модели... защото никога няма да получим проби от всеки вирус; би било практически невъзможно. Но можем да получим виртуални модели и да ги сравняваме с наблюдавания резултат, което е много сложна смес, и да излезем с някакъв вид резултат за това доколко е вероятно това да е риновирус, или нещо такова. Ето как изглежда. Ако, например, се използва клетъчна култура, хронично заразена с папилома, тук се получава малко компютърно съобщение, а нашият алгоритъм казва, че вероятно е папилома тип 18. С това всъщност са хронично заразени тези клетъчни култури.
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.
Да направим нещо малко по-трудно. Слагаме пейджъра в клиниката. Когато се появи някой и болницата не знае какво да прави, защото не могат да поставят диагноза, се обаждат на нас. Това е идеята, и уреждаме това в районът на Санфранциския залив. И така, докладът за този случай беше преди три седмици. Имаме 28-годишна здрава жена, без пътувания, [неясно], не пуши, не пие. 10-дневна температура, нощно изпотяване, кървава слюнка... кашля кръв... мускулни болки. Отишла в клиниката, дали й антибиотици и я изпратили вкъщи. Върнала се след десет дни с висока температура... още имала температура... и била хипоксична... нямала много кислород в белите си дробове. Направили компютърна томография. Един нормален бял дроб е тъмен и черен тук. Всичко това, бялото... не е добре. Тази формация, подобна на дърво и пъпки, показва, че има възпаление; вероятно е да е инфекция. Така. Значи, тогава пациентката била лекувана с антибиотик цефалоспорин трето поколение и доксициклин, а на третия ден, това не помогнало; състоянието й се влошило до остра недостатъчност. Трябвало да я интубират, затова поставили тръба в гърлото й и започнали да я вентилират механично. Вече не можела да диша сама. А какво да правят после? Не знаели. Да сменят антибиотиците - затова сменили с друг антибиотик и "Тамифлу", което... не е ясно защо са смятали, че тя има грип... но сменили с "Тамифлу".
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.
А на шестия ден по същество се отказали. Отворена белодробна биопсия се прави, когато нямаш други възможности. Има осемпроцентна смъртност само при провеждане на тази процедура, така че по същество... а какво научават от нея? Гледате нейната отворена белодробна биопсия. Не съм патолог, но от това не може да се разбере много. Може да се разбере само, че има силно подуване: бронхиолит. Не е разкрила нищо; това е докладът на патолога. А какви тестове са й провели? Разбира се, имат свои собствени тестове, така че я тествали за над 70 различни проби, за всеки вид бактерия, гъбички и вирусни проби, които може да се купят: SARS, метапневмовирус, ХИВ, RSV... всичко това. Всичко излязло отрицателно. Тестове на стойност над 100 000 долара. Имам предвид, че са направили максимума за тази жена.
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.
И всъщност на осмия ден в болницата ни се обадиха. Дадоха ни ендотрахиален аспират... малко течност от гърлото, от една тръба, която поставили там... и ни дадоха това. Поставихме го на чипа и какво видяхме? Е, видяхме параинфлуенца-4. А какво е параинфлуенца-4, по дяволите? Никой не прави тестове за параинфлуенца-4. На никого не му пука за нея. Всъщност дори не са правени кой знае колко секвенции за нея. За съвсем малка част от нея е правена секвенция. Почти няма епидемиология или проучвания за нея. Никой никога не би я взел предвид, защото на никого не може да му хрумне, че тя може да предизвика дихателна недостатъчност. А защо така? Просто наука. Няма данни... няма данни, които да подкрепят дали тя причинява тежко или леко заболяване. Явно имаме случай на здрав човек, който е повален.
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.
Това е доклад за един случай. Ще ви кажа едно последно нещо през последните две минути, което е непубликувано... ще излезе утре... един интересен случай за това как би могъл да се използва този чип за откриване на нещо ново и за отваряне на нова врата. Рак на простатата. Не е нужно да ви давам много статистически данни за рака на простатата. повечето от вас вече знаят: трета водеща причина за смърт от рак в САЩ. Много рискови фактори, но има генетично предразположение към рак на простатата. За може би около 10 процента от рака на простатата има хора, които са предразположени към него. А първият ген, който бил описан в проучвания за връзка за този ранно проявяващ се рак на простатата бил един ген, наречен RNASEL. Какво е това? Това е ензим за антивирусна защита. Значи, седим и си мислим: Защо мъже, които имат мутацията, дефект в системата за антивирусна защита, се разболяват от рак на простатата? Изглежда безсмислено - освен ако е възможно да има вирус.
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?"
Затова включваме тумори... а сега имаме над 100 тумора... в своя анализ. Знаем кой има дефекти в RNASEL и кой не. Тук ви показвам сигнала от клипа и ви го показвам заради блокажа на ретровирусни олиго. Онова, което ви казвам тук от сигнала е, че мъже, които имат мутация в този ензим за антивирусна защита и които имат тумор, често имат... в 40 процента от случаите... сигнатура, която разкрива един нов ретровирус. Доста луда работа. Какъв е той? Значи, клонираме целия вирус. Първо ще ви кажа, че едно малко автоматизирано предвиждане ни каза, че той е много подобен на един миши вирус. Но това не ни казва кой знае какво, така че всъщност клонираме цялото нещо. А вирусният геном, който ви показвам тук? Това е класически гама ретровирус, но е напълно нов; никой не го е виждал преди. Най-близкият му роднина всъщност е от мишки, затова бихме го нарекли ксенотропичен ретровирус, защото заразява видове, различни от мишки. А това е малко филогенично дърво, за да се види как е свързан с други вируси. После сме го правили за много пациенти и можем да кажем, че всички те са независими инфекции. Всички имат същия вирус, но са достатъчно различни, за да има причина да се вярва, че са го придобили независимо. Дали наистина е в тъканта? Ще приключа с това. Да. Вземаме парчета от тези биопсии от туморна тъкан, всъщност използваме материала, за да локализираме вируса и откриваме тук клетки с вирусни частици в тях. Те наистина имат този вирус.
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.
Причинява ли този вирус рак на простатата? Нищо от това, което казвам тук, не загатва за причинност. Не знам. Дали е връзка с онкогенезиса? Не знам. Дали тези просто са по-податливи на вируси? Възможно е. И може да няма нищо общо с рака. Но е възможност. Имаме силна връзка между присъствието на този вирус и една генетична мутация, която е била свързана с рака. Ето докъде сме. Боя се, че това отваря повече въпроси от онези, на които отговаря, но нали знаете, че науката е наистина добра в това. Всичко това се върши от хората в лабораторията - не мога да си приписвам заслуги за повечето от това. Това е сътрудничество между мен и Дон. Това е човекът, който стартира проекта в моята лаборатория и това е човекът, който се занимава с простатата. Много благодаря.
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)