H7N9:已突变,有风险

来源:《南都周刊》 | 发布: | 发布时间:2014-01-12,星期日 | 阅读:2,203

中科院微生物所已破译了目前最让人担忧的两种禽流感病毒H5N1和H7N9跨种传播机制,并发现H7N9病毒已经出现突变,开始具备有限的人际传播的能力。

无论是政府官员、科学家还是普罗大众,都迫不及待地想弄清楚这两个问题,禽流感会不会人传人?禽流感什么时候会人传人?

H5N1 和H7N9是近年来对人类威胁最大的两种禽流感病毒,H5N1病毒自1997年在首次感染人类后,在全球六十多个国家肆虐,死亡率高达60%。H7N9在 2013年2月底在长三角首次出现后,也是来势汹汹,在10个月内,中国12个省市发现了148人感染,其中46人死亡。

在这样的尖峰时刻,中国科学院微生物研究所研究员、北京生命科学研究院副院长高福,带领他的研究团队,从分子水平上,破译了目前最让人担忧的两种禽流感病毒H5N1和H7N9跨种传播机制。

寻找关键突变

中科院微生物所副研究员刘翟打了个比方,如果一个流感病毒中的八个基因构成了一个团队,编码HA(血凝素)的就是队长,帮助病毒进入细胞;编码NA(神经氨酸酶)的是副队长,负责病毒从细胞的释放。

高 福的研究小组主要关注HA蛋白,也就是病毒入侵细胞的钥匙,它能够跟细胞表面的受体结合,帮助病毒打开细胞的大门,这种对应关系如同钥匙和锁。流感病毒不 是万能的,它不能进入所有物种的细胞,它有各自偏好结合的细胞受体,有的流感病毒只能结合鸡的细胞,有的流感病毒则能入侵人类细胞。

人的上呼吸道中存在着α-2,6型唾液酸受体,传统的人类流感病毒非常善于识别并结合这种受体,进而入侵人类的细胞。而下呼吸道中则同时存在与家禽的呼吸道类似的α-2,3型受体,这正是禽流感病毒喜欢结合的受体。

通 常,禽流感病毒不容易深入到人的下呼吸道,当病毒达到一定数量时,才有可能到达下呼吸道,引起严重肺部感染,这也是禽流感病毒发病率低而致死率高的原因。 虽然H7N9和H5N1病毒尚未获得广泛的人传人能力,但一旦它们通过基因突变或重配,获得偏好结合人体上呼吸道细胞的能力,就很可能进化出能在人际传播 的流感病毒。

各国政府、科学家和公众一直在担忧,这种情况究竟会不会出现?毕竟在历史上,由于基因突变和重配而获得了人际传播能力的H1、H2和H3型流感,都在人群中有过大范围的流行。

以 H5N1为例,高福和他的研究团队在2013年5月发表在《科学》杂志的一篇论文就发现,这种致死率极高的病毒,一旦发生Q226L的氨基酸突变,就会获 得和人类上呼吸道细胞结合的能力。Q226L氨基酸突变早已广受关注,这正是历史上H2、H3型流感,由禽流感变成了人流感的原因。

H5N1的可怕之处还在于,它一旦发生了突变,不但会获与人类上呼吸道结合的能力,偏好性也会随之改变,变得容易感染人类细胞。

“好 在目前监测的天然H5N1病毒还没发生这种突变,但也有研究表明H5N1病毒正在向容易感染人类的方向突变。”论文第一作者,中科院北京生命科学学院副研 究员施一说。遗憾的是,在现有科学水平上,人类无法预测在什么时间会发生变异,导致这种死亡率极高的病毒可以人传人。

很快,高福团队对H7N9的研究也有了新发现:他们在2013年9月5日在《科学》杂志上发表论文称,H7N9的某些流行病毒株已经在四个关键的氨基酸点位发生突变,获得了和人类上呼吸道细胞结合的能力。

但是,H7N9本质上还是一种禽流感病毒,因为它更喜欢与拥有和家禽一样的受体的下呼吸道细胞结合。这意味着,H7N9虽然能入侵人类上呼吸道细胞,但只具备了有限的人际传播能力,也即“有限的人传人”。

“入 侵下呼吸道的禽流感病毒喜欢呆在肺部,肺部里的病毒要被呼出,是比较困难的,有很多黏液把它束缚住,让它无法有效传播,”施一说。“要想在人群中广泛传播 的病毒,它必须是偏好性结合α-2,6型受体,也就是更容易与上呼吸道细胞结合,呼进呼出更容易,更易于被传播。”

目前,高福的研究团队正在寻找可能导致H7N9病毒偏好与人结合的变异,“目前已经有了一些方向,不管H7N9还是H5N1,一旦变成偏好与人结合的病毒,极有可能成为下一个大流感的罪魁祸首。”施一警告。

“魔盒”仍在

另 一方面,刘翟等人也在用生物信息学的方法,试图摸清禽流感是如何与野鸟的基因重配,又是如何通过家禽的运输来传播的。根据他们的研究,H7从野鸟进入中国 的家禽已经有一段历史,H7N3在一些省份早有分布。而N9之前在中国很少发现,据推测是从迁徙鸟类中传入,很可能是通过雁鸭类水禽进入家禽的。由于采样 缺失,这个观点目前缺乏确凿证据。

自2013年4月以来,H7N9以上海为中心,一圈圈向周围传播,每到一个新的地 区,H7N9都与当地鸡群中的H9N2病毒发生重配更换内部基因,也就是“从当地招募队员”。由于H9N2本身在中国分布广泛且变种众多,H7N9也在迅 速地产生不同的新基因型。通过基因型分子数据推断禽流感通过家禽运输的传播路径,再与现实情况相结合,就可以为跨地区活禽运输的监测提供预警。

“我们就是通过跨种传播机制和传播路径的研究,给决策提供一些建议,比如说我们研究出来这个氨基酸突变很重要,会导致人传人,那你就监测自然界会不会出现这种突变,一旦出现这种突变,就要提高防控。”高福说。

从2005年的青海湖开始,高福的禽流感研究已经进入了十个年头,他本人最近也当选了中科院院士。最近,他还在中央电视台主办的2013年科技盛典上被评为年度科技创新人物,入选理由是“为H7N9病毒和新型流感爆发的防控策略提供了重要的理论基础”。

在 高福看来,关闭活禽市场、集约化养殖、集中宰杀和扑杀病禽是上策。但在中国的复杂情况下,上策不一定会被采用。H7N9疫情爆发之后,上海曾经短时间关闭 了活禽市场,随后又重新开放,“中国人吃惯了活禽,这种文化习惯不可能一下子改变,可以慢慢来,需要时间。”

目前对于 H5N1病毒,中国的防控措施是对家禽注射疫苗,这同样充满争议,“疫苗也会促进病毒进化,最理想的状态还是扑杀。但考虑到经济代价,疫苗是复杂形势下的 一种无奈选择,”高福说,“我们不知道魔盒什么时候会被打开,里面会飞出什么。我们能做的,就是在它打开之后,尽快盖上它。”(文/石悦 徐小西)



 

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