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.
چگونه میتوانیم درباره ویروسهای فلور پیرامون خود تحقیق کنیم، و به طب کمک کنیم؟ چگونه میتوانیم مجموع دانش ویروس شناسی را با یک آزمایش ساده کمی و کیفی دستی نشان دهیم؟ میخواهم درباره روش حیرتآور جدید شناخت ویروس صحبت کنم میخواهم دانش پیشین مربوط به ویروسها که در یک تراشه کوچک جمع آوری شده را برایتان تعریف کنم.
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.
وقتیکه به این فکر کردیم -- که چطور یک سیستم تشخیص برای نشان دادن همه پاتوژن ها بسازیم -- خوب، با برخی مشکلات مواجه شدیم. اول از هر چیز، ویروسها خیلی پیچیده هستند، خیلی هم سریع رشد میکنند. این ویروس پیکورنا است. پیکورناها ویروسهای سرماخوردگی و فلج اطفال، و اینگونه بیماری هایند. شما پوسته خارجی ویروس را میبینید، و رنگ زردی که میبینید ، قسمتهایی از ویروس است که خیلی خیلی سریع رشد میکنند، و قسمتهای آبی خیلی سریع رشد نمیکنند. وقتی به ساخت معرفهای کشف پلتفرم ریز آرایههای ویروسی فکر می کنیم، رشد سریع ویروس، مشکل ساز است، آیا میتوانیم چیزهایی که همیشه تغییر میکنند کشف کنیم؟ ولی تکامل، توازن ایجاد میکند: با تغییر شکل سریع، تعداد فوقالعاده زیادی -- از آنها هرگز تغییر شکل نمی دهند.
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.
بنابراین، ما کمی با دقت آنها را آزمایش کردیم، و حالا اطلاعات را به شما نشان می دهم. اینها کارهایی است که میتوانید روی رومیزی رایانه تان انجام بدید. من گروهی ازاین پیکورنا ویروسهای کوچک را مثل ویروس سرماخوردگی وفلج اطفال وغیره انتخاب کردم و آنها را یه نمونه های کوچک تقسیم کردم، ونخستین نمونه ویروس راکه کوکسکی نام داشت به پنجره های کوچک تقسیم کردم. واین پنجره های کوچک رادرصورتی رنگ آبی می زنم که توالی سلولی ژنوم ، مشابه توالی سلولی آن ویروس باشد . توالی هایی را که دراین بالا می بینید-- کد زوج پروتئین ندارند، ضمنا-- وتقریبا درتمام این توالی ها شباهت دارند، پس، من می توانم این توالی رابه صورت نشانگر برای تشخیص طیف گسترده ویروسها استفاده کنم ناچارنیستم کارمنحصربه فردی بکنم. اکنون، آنجا تنوع زیاداست؛ جائی است که ویروسها سریع رشد می کنند. این پائین، رشد کند تر است؛ تنوع کمتر است.
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.
حالا، بگذارید بگم، با خروج ما ازاینجا، ویروس فلج زنبورعسل-- که اگرزنبورداشته باشید، ویروس بدی است--- و هیچ شباهتی باویروس کاکسکی ندارد، ولی می تونم تضمین کنم که اغلب توالی های حفاظت شده این ویروس ها سمت راست نمایشگر درست این قسمت های بالا هستند بنابراین می تونیم اینها رادر جاها ی تحت حفاظت محصورکنیم تکامل این ویروسها--فقط با انتخاب عناصر DNA یا RNA دراین جاها برای نشان دادن معرف های تشخیص روی تراشه خودمان صورت گرفت.
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)
بسیار خوب، ما این کارراکردیم، اما چطور؟ خوب، ازدوره فوق لیسانس ، خیلی وقت پیش، من به فکر ساخت تراشه های DNA بودم-- یعنی چاپ DNA روی شیشه. وشما اینجا آن را می بینید: لکه های کوچک نمک، اثرDNA روی شیشه است، پس، می تونم، بیش ازهزارتا ی اینها را روی تراشه شیشه ای بگذارم وازآنها به عنوان معرف تشخیص استفاده کنم. تراشه مان را به هیولت پاکارد بردیم، وبا میکروسکوپ آنها، اتمها را عکسبرداری کردیم، واین همان تصویراست که شما می بینید: اینجا شما رشته های صاف DNA روی شیشه را می بینید. بنابراین، ما اینجا DNA را روی شیشه چاپ می کنیم--- این رشته های صاف کوچک-- به نشانگرهای پاتوژنها تبدیل می گردند. خوب، من درآزمایشگاه روبات های کوچک را برای ساخت این تراشه ها می سازم،وواقعا به انتشار فناوری خیلی علاقه مند هستم وهمان قدرکه برای خرید یک خودرو کمری لازم است، باید برای ساخت یک روبات نیز هزینه کنیم. بنابراین، دانش فنی مختص شبکه را، کاملا رایگان ارائه کردیم،و اساسا ازقطعات موجود درانبار استفاده کردیم. میشه دستگاه آرایه DNA را درگاراژ خودمان بسازیم. اینجا قسمتی ازسوئیچ توقف اضطراری است که خیلی اهمیت دارد. (قاه قاه خنده) هردستگاه مهمی باید یک سوئیچ اضطراری بزرگ داشته باشد. اما واقعا این خیلی پرقدرت است. واقعا، میشه تراشه های DNA را درگاراژ خود ساخت خیلی سریع میشه برخی برنامه های ژنتیکی را رمزگشایی کرد. خیلی لذت بخش است. (قاه قاه خنده)
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.
وما این کارراکردیم-- و واقعا پروژه جالب توجهی است-- اخیراما شروع به ساخت یک تراشه تنفسی کردیم. من دراین باره حرف زدم-- راجع به مراجعه افرادبه درمانگاه و تشخیص ندادن بیماریشان، خبردارید؟ خوب،ما اساسا همه ویروسهای تنفسی انسان را علاوه بر ویروس هرپس روی تراشه قرار می دیم-- چرااین کاررانکنیم؟ اولین کاری که به عنوان یک دانشمند می کنید اطمینان از عملکرد است وما بافت کشت سلولها را برداشته وبا ویروسهای گوناگون آلوده کردیم، آنها را برداشته و برچسب اسید نوکلئیک می زنیم، مواد ژنتیکی خروجی از کشت سلولی بافت - اغلب ویروسی هستند-- و آن را به جایی از آرایه که می چسبد می چسبانیم . توالی های قابل تطبیق DNA ، به هم می چسبند، ما به لکه ها نگاه می کنیم. اگردرخشیدند متوجه ویروس می شویم.به همین خاطر
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.
یکی ازتراشه ها ، واقعا اینگونه به نظرمی رسد، ودرواقع، این لکه های قرمز،سیگنالهای خروجی ویروس هستند. وهرلکه گروه مختلف یا گونه های ویروس است. نگاه کردن به اینها کارسختی است، مثل یک بارکد کوچک ، کدگذاریشان می کنم ، نتایج گروه دسته بندی شده را به صورت خیلی محسوس مشاهده می کنید. ما بافت کشت سلولی را برداشتیم وبه آدنوویروس آلوده کردیم، بارکد کوچک زرد را کنار آدنوویروس مشاهده می کنید. آنها را با پاراآنفولانزای-3--ویروس پارامیکسو - آلوده کردیم، این بارکد کوچک . وسپس ویروس سین سیشیال تنفسی را. این مصیبتی است در مراکز مراقبت روزانه-- دراصل، شبیه سوزاک است. (قاه قاه خنده) می بینید که این بارکد یک گروه است. اما باپاراآنفلوانزا-3 فرق می کند، که سرماخوردگی خیلی بدی است. پس ما برای هرویروس، نشانه ها و شناسه های منحصربه فردی داریم. ویروس فلج اطفال و رینو، از یک خانواده اند، وخیلی با هم شبیهند، رینوسرماخوردگی است،و پولیو را می شناسید، می دانید که این نشانه ها متفاوت هستند. و اثر ویروس هرپس سارکومای کاپوسی را به خوبی دراین پائین مشاهده می کنید. پس، هیچ یک از نشانه ها یا چیزدیگری گویای وجود ویروس خاصی دریک شخص نیست؛ بارکد است که وجود ویروس را نشان می دهد
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.
بسیارخوب، یک ویروس سرماخوردگی می بینم-- بارکدکوچک ویروس سرماخوردگی را می بینید-- اما، درباره انواع گوناگون این ویروس چه ؟ من چطور بایدمتوجه ویروس سرماخوردگی شوم؟ 102 نوع ویروس سرماخوردگی داریم. فقط 102نوع، جمع آوری آنها خسته کننده است: هرسال انواع جدید آن را می بینیم. پس، اینجا 4نوع ویروس سرماخوردگی داریم، حتی با چشم دیده می شوند، بدون الگوریتم های نرم افزار تشخیص الگوی تطبیقی رایانه فانتزی می شود هریک ازبارکدها را از یکدیگر تشخیص داد.
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?
حالا این یک عکس کم ارزش است، چون من توالی ژنتیکی این ویروسهای سرماخوردگی را می دانم، واقعا تراشه را طراحی- کردم تا بتوانم درباره هریک ازآنها صحبت کنم اما، یک ویروس سرماخوردگی که هرگز سیستم توالی ژنتیکی نداشته چه؟توالی آنها- معلوم نیست؛قابل پیش بینی نیستند. بنابراین چهارویروس سرما خوردگی داریم هرگز چیزی دراین باره نمی دانستیم هرگزکسی نتوانسته توالی آنها را تعیین کند همچنین خواهید دید که - الگوهای حاصله بی نظیرو قابل شناسایی هستند اساسا، می توان برخی کتابخانه های واقعی یا مجازی - الگوهای دودویی هرویروس را تجسم کرد. اما ،می دونید، خیلی ساده است، مگرنه؟ درسلولهای کشت بافت ،یک عالمه ویروس هست. مردم واقعی چه؟ می دونید، نمی شه آنها را کنترل کرد . کسی که تو فنجان سرفه می کند، نمی دونید چه ویروسی انتقال می ده و واقعا کارسختی است، مگرنه؟ می تونه خیلی باکتری داشته باشه، می تونه بیش از یک ویروس باشه، ومطمئنا، میزبان ماده ژنتیکی است. اینوباید چه کارکنیم؟ کنترل آگاهانه وخوب را چطور انجام می دیم؟
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.
بسیارخوب، خیلی آسان است. من، دچارآبریزش بینی شده ام. وبه عقیده من، باید مردم را با ویروس مایه کوبی کنیم. IRB تلقیح ویروس به افراد را تایید کرده است ومااساسا به صورت آزمایشی ، ویروس سرماخوردگی رابه مردم- تلقیح می کنیم. حتی بهتر، افراد بیرون بخش- اورژانس با سیستم - تنفسی عفونی را که نمی شناسیم. نمی دانیم که چه ویروسی از این در واردمیشه. پس،ابتدا از کنترل خوب و آگاهانه شروع کنیم، وقتیکه از سلامت شخص آگاه بودیم. بینی آنها را به ویروس آلوده کردیم، ببینیم چه شد.
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?
روز تلقیح : هیچ اتفاقی نیفتاد. آنها سالم و پاک بودند-- حیرت آوراست. تصور شدوقتی اطراف افراد سالم قدم می زنند- مملو از ویروس هستند. بدیهی است که آدم سالم، کاملا سالم است. روز دوم: شاهد یک الگوی - سرماخوردگی خیلی سخت بودیم، خیلی شبیه مورد آزمایشگاهی مربوط به، کشت آزمایشی بافت ما. پس خیلی عالی است، تلقیح کم هزینه، مگرنه؟ ما بینی شخص را مملو از ویروس می کنیم.پس-- (قاه قاه خنده) منظورم این است، می خواستیم اثربخش باشد. واقعا طرف به سرماخوردگی مبتلا شد. پس، افرادی که بدون قرارملاقات به مارجوع می کنندچه؟دو نفررا-
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.
با کد شناسه مستععار معرفی کرده ایم. ویروس سرماخوردگی دارند؛ هرگز این ویروس را در آزمایشگاه ندیده ایم. توالی بخشی از ویروسها را تعیین کردیم ؛ حتی هیچ کس ویروسهای جدید آنها را ندیده است توالی های تکاملی حفاظت شده را به یاد آورید حتی ما آنها را دراین آرایه برای یافتن ویروسهای نو یا ناشناخته استفاده می کنیم، چون ما در حیطه تکامل آنچه را که حفاظت شده انتخاب می کنیم. شخص دیگری اینجاست. می توان با کاربرد ترفندهایی ویروس راشناخت. این بلوکهای گوناگون، گروه ویروس- پارامیکسو رانشان می دهند،پس می توان- با مشاهده بلوکها محل سیگنال را دید. خوب،ویروس سگ هارنیست، ویروس کج خلقی نیست. (قاه قاه خنده) اما وقتی به بلوک 9 می رسید، ویروس سنسیشیال تنفسی را می بینید. این ویروسها تولید مثل می کنند،می توانید عضو خانواده ویروس را ببینید: RSVB اینجاست، چه عالی. اینجا نمونه شخص دیگری است که دردوروزمجزا نمونه برداری شد-این شخص چندباربه کلینیک- آمد ، به پاراآنفلوانزا-1 مبتلا است، واینجا نوار کوچک ویروس سندای را می بینید: که پاراانفلوانزای موش است. اینجا، روابط ژنتیکی خیلی نزدیک است. خیلی سرگرم کننده است.
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.
پس، تراشه را ساختیم. تراشه ای ساختیم که دارای همه ویروسهای تا کنون شناخته شده است. چرانه؟ همه ویروس گیاهی، حشره، و ویروس دریایی دراین تراشه هست. هر ویروسی را که از ژنبانک ،منبع ملی توالی ویروس ها بخواهیم دراین تراشه هست. برای چه حالا از این تراشه استفاده می کنیم؟ خوب، اولا وقتیکه تراشه بزرگی مثل این داریم، کمی به اطلاعات بیشتر نیازداریم، ما سیستم تشخیص اتومات را طراحی کردیم. وبه نظرم، ما صرفا الگوهای مجازی را داریم،چون هرگز نمی خواهیم نمونه های ممکن هر- ویروس را تهیه کنیم. اما می توانیم الگوهای- مجازی را داشته و با نتیجه خودمان مقایسه- کنیم، که بسیاراطلاعات ارزشمندی است- ومی خواهیم نواریا نشانه ای داشته باشیم تا شباهت آن با ویروس سرماخوردگی یا هرویروس دیگر را بدانیم. و اینچنین به نظرمی رسد. مثلا، اگر معمولا کشت سلولی آلوده - به پاپیلوما استفاده کنید، اینجا مقدارناچیزی را که رایانه- بازخوانی می کندمی بینید، و الگوریتم ما می گه پاپیلومای نوع 18است. واقعا، این کشت های سلولی خاص آلوده به آن هستند.
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.
قراردادن گیرنده درکلینیک کمی سخت تر- است، این کاررابکنیم. وقتی کسی به بیمارستان می آید، وچون نمی توانند ویروس او را - بشناسند، این کارراازما می خواهند. این گیرنده را درمرکز مراقبت قرارمی دهیم. سه هفته پیش، یک مورد گزارش دریافت کردیم. خانم سالم 28 ساله ای هست، که سابقه سفرندارد. سیگاری و الکلی نیست. سه هفته تب داشته، شبها عرق می کند، خلط خونین دارد-- خون سرفه می کند، عضله اش درد دارد آنها آنتی بیوتیک تجویز می کنندواورا- به خانه می فرستند. پس از10 روز تب برگشت، درست؟ هنوز تب دارد، اکسیژن به ششهایش نمی رسد. CT اسکن کردند. اینجا ،شش عادی، سیاه و تیره است. این قسمت سفید -ورم کرده است. یافته های CT اسکن تورم را نشان می دهند؛ احتمالا عفونت کرده است. خوب، سپس، بیماررابا- نسل سوم آنتی بیوتیک سفالوسپورین و داکسی سایکلین درمان کردیم، و روزسوم، درمان موثرنبود، و بیماری به شکل حاد پیشرفت کرده بود. به ناچاراورا مایه کوبی کردند، لوله ای را درگلویش قرارداده ، و تهویه مکانیکی کردند دیگرخودش نمی توانست نفس بکشد. بعدچه؟نمی دانستتند چه کارکنند. آنها آنتی بیوتیک را عوض کردند: تامیفلو تجویزشد.معلوم نیست، چرا- فکرمی کردند مبتلا به آنفلوانزا است ، ولی تامیفلو را جایگزین کردند.
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.
وروز ششم، دیگرادامه ندادند. به ناچار بیوپسی شش باز انجام دادند. اجرای این بیوپسی، تا 8درصد مرگ آور است، و اساسا، چه چیزی یاد می گیرند؟ بیوپسی شش - او رامی بینید. من آسیب شناس نیستم ولی این چیزی را ثابت نمی کنه . کلا می شود گفت، او مبتلا به برونشیولیت است آسیب شناس، "بی وقفه" این گونه گزارش داد. وبنابراین، برای چه اورا تست کردند؟آنها- آزمایشات خود رادارند، ۷۰ تست گوناگون انجام دادند، برای هرنوع تست باکتری، قارچ و ویروس می شود ویروس های موجود را خریداری کرد: همه ویروسهای سارس، متاپنوموویروس، HIV, RSV بیش از ۱۰۰٫۰۰۰دلاربرای تست هزینه شد همه نتایج تست منفی بود. حداکثرتلاش وهزینه را برای این خانم به کاربردند.
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.
واساسا، روز هشتم بستری، آنها به ما تلفن کردند. برونکوآلوئولار را به ما دادند-- می دونید چیه،با استفاده از قراردادن تیوب- داخل گلو-آن را به ما دادند. ما آن را روی تراشه گذاشتم ؛ چه دیدیم؟ ما پاراآنفلوانزای-۴ را دیدیم. خوب،پاراآنفلوانزای-۴ چه اعجوبه ای است؟ کسی آن را تست نمی کند، کسی به آن اهمیت نمی ده. درواقع،حتی کم ارزش تر از توالی ژنوم است. کمی دارای توالی است. ازنظرهمه گیرشناسی وغیره مطالعه نشده ، حتی هیچ کس به آن فکرنمی کند، هیچ کس فکرنمی کرد که این باعث نارسایی تنفسی بشود. چرا؟فقط به خاطر فقدان اطلاعات-- هیچ اطلاعاتی برای تاکیدبراینکه سبب- بیماری شدید یا ملایم می گرددنداریم. بدیهی است، فرد سالم درحال ابتلا به این بیماری را می بینیم.
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?"
خوب، این یک مورد گزارش است. قصد دارم دردو دقیقه آخر، مورد آخررا که - منتشرنشده --فردا منتشرخواهد شد-- نکته ای جالب، از استفاده این تراشه برای شناخت بیماری جدیدبگویم ودرباره- سرطان پروستات حرف بزنم. لزومی ندارد- آمار خیلی زیادی درباره سرطان پروستات ارائه دهم. اغلب شما با آن آشنا هستید: سومین علت مرگ ناشی از - سرطان درامریکا است. بسیاری از عوامل خطر یک علت سرطان پروستات ، عامل ژنتیک است. ۱۰ درصد علت ابتلای سرطان پروستات ژنتیک- است واقوامی هستند که استعداد آن را دارند. ودر نقشه برداری نخستین ژن تحقیقات انجمن اوایل شروع سرطان پروستات، این ژن را RNASELنامیدند. RNASEL چیست؟یک آنزیم ضد ویروس است. پس، ما دراین باره همنشینی و مشورت می کنیم. چرا مردان مبتلا به جهش-- یعنی نقص سیستم دفاع ضد ویروسی-- مبتلا به سرطان پروستات می شوند؟ قابل فهم نیست--آیا ویروسی شده اند؟
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.
ما تومورها را درآرایه قرارمی دهیم--حالا ما بیش از۱۰۰ تومور درآرایه مربوطه داریم. ومی دانیم که چه کسی ویروس RNASEL دارد و چه کسی ندارد. این سیگنال مربوطه به تراشه است، واین را به خاطر بلوک رتروویرال الیگوس به شما نشان می دهم. چیزی که من با این سیگنال نشان می دهم، مردان مبتلا به جهش دراین آنزیم ضد ویروس است، وتوموردارند، اغلب-- تا40 درصد -- ردپای ویروس جدید را نشان می دهد. خوب، این کاملا طبیعی است. چه چیزی؟کل ویروس را منتشرمی کنیم. ابتدای هرکاری، به شما خواهم گفت که اندکی پیش بینی اتومات به ما خبر داد که اویروس نامبرده خیلی با ویروس موش شباهت دارد. اما خیلی آشکارنیست، بنابراین ، کل ویروس را منتشر می کنیم. ولی ژنوم ویروسی چه؟ به شما نشانش می دهم. ولی کاملا جدید است؛هرگز- کسی آن را ندیده. درواقع نزدیکترن ویروس به ویروس موش است. پس، آن را رتروویروس نوتروپیک می گوییم،چون گونه های غیراز موش را نیز آلوده می کند. واین، درخت کوچک فیلوژنتیک است، می خواهیم، ارتباط آن را با بقیه ویروس ها معلوم کنیم. این کاررا برای بسیاری از بیماران انجام داده ایم، ومی توان گفت، همه عفونت ها به هم ربطی ندارند. همه یک نوع- ویروس دارند. ولی به اندازه کافی تفاوت دارند، می توان با استدلال گفت که مستقل از هم بوده اند. آیا ویروس دربافت است؟ ومن می گم : بله. قسمت های بیوپسی بافت توموررا برمی داریم،و برای یافتن محل ویروس، مواد به کارمی بریم، سلول ها مبتلا به ذرات ویروسی هستند. این اشخاص ، مبتلا به این ویروس هستند.
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)
آیا این ویروس، عامل سرطان پروستات است؟ نمی دانم، اینجا هیچ چیز علیت را نشان نمی دهد. آیا با انکوژن ها ارتباط دارد؟ نمی دانم. همین مورد است که مردان بیشتر استعداد ویروسی شدن دارند؟ ممکن است. هیچ ارتباطی با سرطان نداشته باشد. اما امکان- تحقیق بیشترهست. رابطه بین وجود ویروس و جهش ژنتیکی مرتبط با سرطان قوی است. اینگونه نتیجه گرفتیم. پس، باید سوالات بیشتری را پاسخ دهیم، اما می دانید،علم می داند چه کارکند. با این همه آزمایش و تحقیق آزمایشگاهی-کارم خیلی قابل تقدیرنیست. دون ومن با هم - همکاری کریدم. این شخص پروژه را درآزمایشگاه من آغازکرد،واین شخص درباره سرطان پروستات تحقیق کرده است. بسیار سپاسگزارم. (تحسین)