最新的禽流感毒株今天又夺去一名受害者,死亡人数增至27人,均在中国。到目前为止,已有127人患病,世界卫生组织表示,新的H7N9流感是一种全球威胁,应予以认真对待。该毒株目前已从鸡传播给人类,但尚不能在人与人之间传播。然而,科学家们正在研究其他毒株如何能够。
《科学》杂志今天发表了两篇论文,描述了禽流感病毒可能用来改变其结构并在包括人类在内的哺乳动物中传播的机制。其中一篇论文研究了豚鼠,豚鼠并非研究人类对流感反应的最佳模型——但对人类有良好替代作用的雪貂的研究因一年的暂停而停止。这次暂停期最近已经结束,因此预计会有更多此类论文问世。
一些科学家谴责这项研究具有潜在危险——用牛津大学的May勋爵(一位前政府首席科学家和英国皇家学会前主席)的话来说,是“令人震惊的不负责任”。
对病毒逃逸到野外的担忧是科学家们去年自愿实施暂停的主要动机,该暂停阻止了关于使禽流感具有空气传播能力的研究。病毒学家们在1月份恢复了工作,表示其益处大于风险,并承诺将采取保护措施来保护实验室工作人员和公众。这项新研究很可能会重新点燃这场争论。
但与其他研究人员一样,这些作者认为他们的实验——其中一项故意混合了猪流感和禽流感——对于理解流感病毒的传播方式至关重要。
中国科学院的Ying Zhang、Hualan Chen及其同事组合并了禽流感病毒和人类流感病毒的遗传物质,展示了它们如何可能重组基因并混合在一起。这可以解释禽流感病毒如何自然地与人类病毒混合——例如,交换它们对人类气道的亲和力以及它们的传播倾向。该团队混合了臭名昭著的2009年“猪流感”H1N1变种和一种可以在豚鼠之间传播的H5N1变种。他们得到了127种不同的病毒组合,其中一些能够通过空气传播。
具有空气传播能力的病毒并未致命。每次科学家们将禽流感病毒变异以使其具有空气传播能力并感染哺乳动物时,都是这种情况。但批评者认为,这项研究仍然高度危险。
《科学》杂志上发表的另一篇论文也进一步阐明了这些过程。同样来自中国科学院的Wei Zhang及其同事研究了流感病毒感染人类的分子途径。流感毒株的名称——H5N1、H7N9——来源于它们的分子成分:例如,H5N1流感是一种具有5型血细胞凝集素和1型神经氨酸酶的变种,它们是蛋白质。这些蛋白质与宿主气道中的受体结合,而通常情况下,这些受体和结合剂是物种特异性的。
例如,人类对具有5型血细胞凝集素的流感病毒没有免疫力,但这种流感病毒也不会与人类气道结合。以往的研究表明,它可以变异为在雪貂之间通过空气传播(尽管研究人员实现这一点的方式与自然发生的情况不符)。所涉及的变异是HA基因的变化,该基因将病毒蛋白质与气道结合。但科学家们不确定这些变化是如何发生的。
Wei Zhang及其同事着手解决这个问题。结果发现答案相当简单:适应人类的H5N1禽流感毒株中的原子排列略有不同。可能是一个好迹象是,这种变异株引起严重感染的可能性也低于其野生、未变异的同类。将蛋白质形状切换为人类偏好的某种东西似乎使得病毒的效果降低了。
根据这篇论文,这对于H7N9毒株也很有意义——原来H7N9有一个特定的氨基酸取代,称为Q226L,这是将禽流感转化为人类流感所必需的。H7N9自然拥有这一特性,而不是通过突变诱导,这或许可以解释为什么该特定毒株目前在人群中的感染率更高。
同样重要的是要注意,豚鼠的呼吸道中实际上有一些类禽受体,这使得它们容易感染禽流感,而人类并非如此。下一步将是使用雪貂进行这些实验,因为雪貂是模拟流感在人类中如何作用的更好模型。