《科学》杂志刊发我国科学家最新科研成果
H7N9,你从哪里来?
本报记者 李月红
本报记者 李月红
一个以纳米计的病毒挥之不去——H7N9型禽流感。这是全球首次发现的新亚型流感病毒,自2月底在长三角地区率先发现,截至目前,全国已确认134例感染病例。
最近,它带来两个消息。坏消息是,有专家认为H7N9今冬明春或重现疫情;还有一个好消息,我国科学家破解了H7N9感染人的奥秘,这篇题为“人感染H7N9禽流感病毒的受体结合特性与结构基础”的论文9月5日在线发表于美国《科学》杂志。至此,H7N9跨宿主传播的路径图谱正式绘制完成。记者第一时间对论文第一作者、中科院北京生命科学研究院施一副研究员进行了专访。
病毒突变位点找到了
“我们着重关注了被最早发现的两个毒株,即安徽株和上海株。”施一说,2013年2月暴发的H7N9禽流感病毒是一种新型重配病毒,于上海和安徽两地率先被发现。
据他介绍,安徽株是此次流感暴发事件中的流行毒株,而上海株则只在一个病例中分离得到,两株病毒在一级序列上显示出各自的独特性。研究人员通过检测两株病毒的受体结合特性,发现安徽株既能结合禽源受体,又能结合人源受体,而上海株却偏好结合禽源受体。
“浙江区域出现的绝大多数H7N9病例,与安徽株属于同一类型。”这充分解释了安徽株由于获得人源受体的结合能力,使其具备了在人群中普遍流行的可能性。
利用生物大分子晶体学技术,研究团队成功解析了毒株的血凝素蛋白及其突变体与受体类似物的复合体结构,“一个重要的发现是,与之前报道的H5N1病毒不同,Q226L氨基酸突变对于H7N9病毒的表面血凝素蛋白获得人源受体结合能力不是唯一关键位点,受体结合位点的其他相关氨基酸也至关重要。”
早在今年5月,该课题组就发现H7N9病毒的来源——由4个不同来源的流感病毒“重配”而成,病毒的表面抗原血凝素(HA)基因很可能来自于长江三角洲鸭群中的H7亚型禽流感病毒,而这种病毒则很有可能是由东亚迁徙的候鸟传入大陆。另一个表面抗原神经氨酸酶(NA)基因,最有可能的来源是候鸟,而鸭群很可能作为一个重要的宿主,让野鸟的病毒传入家禽。
另外6个内部基因片段来源于大陆家禽(主要是鸡群)中流行的H9N2亚型禽流感病毒,且并非单一来源,而造成6个内部基因片段多样性的原因,可能与家禽运输有关。
而此次的科研成果,则续绘了病毒传染最后且最关键的一环——家禽如何将H7N9病毒传染给人。至此,H7N9跨宿主传播的路径图谱正式绘制完成。
有限传播有科学依据
“一个基本推测是,此次暴发的H7N9禽流感病毒具备有限的人际传播能力。”施一告诉记者。由于H7N9病毒仍然具备强结合禽源受体的能力,而人呼吸道上有很多带禽源受体的黏液素束缚住了病毒的扩散,使得H7N9病毒无法有效传播。
如何理解“有限传播”,或许我们应该回溯流感的身世。H被称为红细胞凝集素,N被称作神经氨酸酶,它们都是糖蛋白,分布在病毒表面。H有1-16个亚型,N有1-9个亚型。由于H和N的组合不同,病毒的毒性和传播速度也不相同。
禽流感本在禽类之间传染,但也可以通过消化道和呼吸道进入人体传染给人。人在直接接触受禽流感病毒感染的家禽及其粪便、羽毛、呼吸道分泌物、血液等或直接接触禽流感病毒时,都可能感染上禽流感。
根据其致病性的强弱,禽流感的病毒可分为高致病性、低致病性和非致病性三大类。需要指出的是,致病性主要是针对鸡类而不是人类来定性的。
根据流感的发病及流行特点,当细胞感染两种不同的流感病毒粒子时,基因组片段可能随机互相交换,发生基因重组。通过不同毒株之间的基因交换,就可以产生高致病性病毒,这也是为什么禽流感病毒容易发生变异的原因。
一般的人流感病毒只是感染上呼吸道,典型症状是喉咙痛、咳嗽。但它缺少继续向深处感染的能力,如果发展成肺炎,一般都是细菌造成的二次感染,抗生素治疗一般效果都比较好。
“但高致病性禽流感病毒的危险之处在于,它易于进入人体呼吸道的下端比较深的地方,所以一旦感染上会快速发展成弥漫性肺炎,造成肺泡塌陷,以致多脏器受累。”施一说。
两种药混服可预防
“今冬明春有可能出现疫情,值得警惕。”施一表示。该推测基于两点:季节变化,尤其气温转凉,肌体更易感染病毒;而活禽市场的再次开放,增加了传染的风险。
一个不争的事实是,疫苗的研制并未跟上步伐。大批生产疫苗必须有个前提:出现人传人。通常,疫苗的生产是通过鸡胚大量繁殖病毒,然后进行灭活处理,纯化和裂解灭活病毒制备而成。
“没有明显和大规模人传人的迹象,就开始生产疫苗,为时过早。但现在可以做疫苗的准备工作,一旦今冬明春出现大规模流传,就要开始研制。”中国工程院院士钟南山在接受媒体采访时,表达了同样的观点。
在此情景下,或许对病源传播路径研究更能凸显积极意义。“通过对病毒监控数据的分析,能够提前预知禽流感病毒暴发的潜在风险,从而做出有效的预警。”施一说,它的科研意义在于防控。下一步,课题组将对关键的氨基酸位点进行人工突变,预测哪些变种病毒会引起有效的人际传播。
“比如达菲,上海株对其有较强耐药性,而安徽株则对其较为敏感;而对于另外一些抗流感药物,如扎那米韦和帕拉米韦等来说,上海株对其耐药性不明显。”施一建议,最好的办法是多种药物混服,以增强预防病毒的能力。当然,目前看来达菲耐药株增殖能力明显较差,因此达菲用药对于可能出现的H7N9新发感染应该仍然是有效的。
值得警惕的是,活禽交易市场依然被认为是禽流感病毒传播的高危因素。尽管有关部门出台了严格落实一天一清洗、一周一大扫除(包括全面消毒)、一月休市一天的制度,但施一仍给本报读者最科学的建议,“尽量少接触活禽。当然,也不必恐慌。”