在争议中,科学家们公布了制造更强效禽流感的配方

这张负染透射电子显微镜(TEM)图像描绘了流感病毒颗粒(或称病毒体)的超微结构细节。Cynthia Goldsmith,美国疾病控制与预防中心

根据今天发表的一篇新论文,只需寥寥数个基因突变,禽流感就能变成一种高度传染性的病原体,从而对人类造成巨大破坏。这是两篇备受争议的病毒突变论文中,第一篇得以公之于众的,它展示了H5N1流感病毒如何演变成能够感染哺乳动物。

为了测试这种病毒,由威斯康星大学麦迪逊分校的Masaki Imai和Yoshihiro Kawaoka领导的研究人员将禽流感病毒的某些组成部分与一种近期流行的H1N1流感病毒(2009年变种,你们可能知道它叫猪流感)相结合。新型流感病毒能够通过空气在实验用的雪貂之间传播。(雪貂被认为是模拟人类流感传播的最佳动物模型。)生病的雪貂体重减轻,并出现呼吸道病变,但它们并未死亡。

“此处描述的研究结果将增进我们对导致禽流感病毒在哺乳动物中传播的机制和进化途径的理解,”作者写道。

要理解这种病毒的危险性,首先需要了解流感及其变种的工作原理。病毒名称描述了其分子组成;例如,H5N1流感是一种具有5型血细胞凝集素(hemagglutinin)和1型神经氨酸酶(neuraminidase)蛋白的变种。

人类对带有5型血细胞凝集素的流感病毒没有免疫力。如果这种病毒在人群中传播,很可能会引发一场大流行。然而,尽管H5N1流感病毒在家禽中已存在至少16年,但仅有寥寥数例人类感染报告。与其他人畜共患流感病毒相比,这些人类病例的病情异常严重,但缺乏人传人现象引发了一些疑问,即这种流感是否真的能够适应感染人类。或许H5蛋白在哺乳动物细胞中的作用并不理想。

这项研究有助于解答这个问题。不仅H5流感病毒确实可以突变成能在哺乳动物中传播,而且只需四个突变即可实现。

研究人员仔细确定了哪些突变有助于病毒转变为适合在人类中繁衍的变种。他们的论文今天已在《自然》(Nature)杂志上免费在线发布。

科学家们也谨慎地指出,他们改造出的病毒具有许多人类病毒的特征,而这些特征在任何自然进化的H5病毒中可能都不存在。此外,H5病毒缺乏一些有助于其在哺乳动物中复制的氨基酸。而且,尚不清楚如果这种病毒自行进化以感染人类,是否会遵循类似的途径。然而,关键在于,它所需的突变非常少。

Cynthia Goldsmith/美国疾病控制与预防中心

这项工作很重要,因为了解这种突变的遗传机制,将有助于在它确实自然进化时与之作斗争。然而,谁有权阅读它?将其公之于众是否过于危险,是否应该留在实验室里?这项工作曾因科学家和安全专家对这些问题进行辩论而停滞了几个月。对其进行审查的可能引发了科学家和信息自由倡导者的警报,而专家们则指出,它很可能无论如何都会传播出去。“任何分发给大学实验室的限制信息都无法长期保密,”《自然》杂志的编辑委员会今天指出。

《自然》杂志还引用了生物安全专家的观点,他们认为信息应该共享。“存在着惊人的一致性:只要对公众健康或科学有益,就应该发表!”编辑委员会写道。

《自然》杂志委托一家美国以外的机构进行了风险评估,以确定发表这项工作的固有风险。“毫无疑问,一个能力超群的实验室可以利用这些信息来为其开发大流行性病毒株的项目奠定基础,”该杂志发现。然而,“这篇论文并未提供足够的信息来制造出完全有能力致病的高危险病原体。”

他们重申了作者的观点,即目前至少没有证据表明这种重新设计的病毒版本在人类中会具有完全的致病性。

报告发现,其潜在益处可能非常大。生物安全专家可以利用这篇论文来推进自己的研究,并帮助他们了解如果有人试图将禽流感武器化,他们将面临什么。在我们互联互通的世界里,这甚至可能挽救生命。

“这代表着构建有效疫苗的一个基石,以应对完全有能力传播的自然变种的出现,”报告称。

当然,并非所有人都同意这一点。一些病毒学家出于安全考虑批评了这项发表。在1月份《科学》(Science)杂志上的一篇社论中,明尼苏达大学的病毒学家Michael Osterholm和匹兹堡大学的D.A. Henderson表达了他们的疑虑:“将这两项H5N1研究的全部方法和结果传播到普通科学文献中,并不会实质性地提高我们保护公众免受未来H5N1大流行影响的能力,”他们写道。Osterholm还批评了美国国家生物安全科学咨询委员会的审查程序,该委员会最初建议审查这两篇论文,后来又建议发表。

随着病毒学家现在阅读已发布的详细信息,无疑会产生更多的后续影响和争论。请继续关注最新动态。

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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