H7N9禽流感病毒让流感科学家们感到紧张,原因是今年春季该病毒导致人类感染病例出现意想不到的激增——数百例。
一些新的科学发现不太可能缓解这些担忧。
加州拉霍亚斯克里普斯研究所的科学家周四报告称,病毒表面主要基因中几个突变的积累可能会使H7N9具备像人类流感病毒一样传播的能力,通过咳嗽和打喷嚏在人与人之间传播。这项研究由美国国立卫生研究院资助,发表在《PLOS病原体》杂志上。
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目前,H7N9是一种家禽病毒,在中国感染鸡和其他一些鸟类。自2013年该病毒首次出现以来,已知有近1500人因接触鸡而感染该病毒,但迄今为止,H7N9尚未在人与人之间轻易传播。
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其他科学家对这项工作表示赞赏,但包括这项新研究背后的科学家在内的所有人,都告诫说,仅仅因为某些事情可以在实验室中完成,并不意味着它会在自然界中发生。
美国国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇博士说:“我们认真对待这类事情。但从历史上看,我们知道事情从来没有那么简单。”
“所以我们必须谨慎,将科学的精妙之处与可能性……以及此类事情的最终影响区分开来。因为它是一个非常复杂的问题。将其简化为一次或两次突变,然后突然之间你就处于大流行之中,这有点言过其实。”
福奇并不是在暗示斯克里普斯团队提出了这种说法;他们没有。
相反,该团队发现两种不同的突变组合——每种组合由三种变化组成——理论上可以深刻地改变H7N9病毒。
流感病毒会附着在目标受害者细胞上的受体。禽流感病毒会附着在一种类型的受体上。在人类上呼吸道中发现的细胞——流感感染发生的地方——主要排列着不同类型的受体,这解释了为什么这些病毒不容易感染人。
然而,斯克里普斯团队发现,通过调整H7N9血凝素基因的遗传密码,他们可以将病毒附着的受体从鸟类类型更改为人类版本。
荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心的著名流感病毒学家罗恩·富希耶指出,两种修饰的血凝素基因产生的蛋白质与人类受体以及导致2009年流感大流行的人类病毒H1N1的结合程度相同。
富希耶曾致力于研究H5N1禽流感病毒如何适应感染人类,但他没有参与这项研究。
斯克里普斯研究人员通过应用过去半个世纪中在人群中成功传播的流感病毒的已知信息,以及研究病毒的晶体结构,弄清楚了如何调整基因。本质上,这就像定制一把钥匙来开锁。
他们尝试了多种组合。其中两种与人类气道中的受体结合得非常好。
“两种组合看起来真的非常好。……或者说真的很糟糕,”该论文的资深作者兼斯克里普斯分子生物学系联合主席吉姆·保尔森说。
不过,他的团队只使用了八基因病毒中的一个基因进行这项工作,并在专门准备的载玻片上测试了该基因产生的蛋白质。
他们和其他人希望看到,如果他们对整个H7N9病毒进行这些改变,然后在雪貂身上进行测试会发生什么。雪貂是流感研究中人类的替代动物。禽流感病毒不易从雪貂传播到雪貂;如果一种经过修改的H7N9病毒做到了这一点,那就表明它可能在人身上也会这样做。
但是,美国和受美国政府资金资助的其他地方的科学家已经暂停了进行这种类型的研究,这种研究被称为“功能增益”工作或“引起关注的两用研究”。后一个术语与恶意行为者可能用来制造一种可作为生物恐怖主义武器释放的病原体的研究有关。
当富希耶和威斯康星大学麦迪逊分校的另一组研究人员在2012年试图发表研究报告时,引发了恐慌,这些研究表明,H5N1血凝素需要发生突变才能在人群中传播。这些论文最终发表了,但关于此类工作的辩论仍然激烈。
富希耶说,如果他能获得这项工作的批准,测试H7N9病毒(包括斯克里普斯团队发现的突变)是他计划进行的研究的首要任务。
“这些是进行这项研究的绝对关键病毒。它们是持续的威胁,”他告诉STAT。
美国政府关于此类工作的新政策——更名为“大流行潜在病原体的护理和监督”——正在制定中。但美国国立卫生研究院科学政策办公室的瑞安·贝哈在一封电子邮件中表示,对流感和其他几种类型病毒的此类研究的资金暂停仍然有效。
白宫科技政策办公室于1月初发布的政策指南要求该部门对提出此类研究的资助申请进行独立审查。贝哈说,该部门仍在建立审查流程;他无法说明这项工作预计何时完成。
目前,想要测试这两种突变组合的研究人员必须等待。这意味着没有人可以确定这些突变——如果它们在现实世界中进化——是否会将H7N9变成一种针对人类的病毒。
“人们认为这很重要,并且在某些情况下实际上已经表明这很重要,”保尔森说。“但在我们实际测试之前,我们真的不确定。”