剪除 1918 年流感病毒的翅膀暗示了流行病的根源

科学家试图追踪大流行性流感如何以及为何爆发,以期为此做好准备

加入我们的科学爱好者社区!

对导致 1918 年流感大流行的病毒进行两处简单的改变,就消除了其在实验室中在哺乳动物之间传播的能力。科学家表示,由此产生的病毒更像是禽流感,它在哺乳动物的上呼吸道扎根后便无法传播。这一发现并未揭示令人担忧的 H5N1 禽流感病毒是否以及究竟如何进行一系列相反的改变并开始在人类之间传播,但它强调了一种观点,即某种类型的生物学变化可能对导致流行病至关重要。

“你使已知对人类最具病原性的流感病毒变得不具传播性——这太令人着迷了,”麻省理工学院的生物工程师拉姆·萨西塞卡兰说,他没有参与这项研究。

来自疾病控制与预防中心 (CDC) 的研究人员及其同事精确地突变了一种名为血凝素 (HA) 的蛋白质,该蛋白质位于流感病毒表面,并在感染中起主要作用,它通过识别宿主细胞上的受体蛋白发挥作用。未改变的血凝素类似于一把钥匙,可以打开人类和其他哺乳动物上呼吸道细胞内所谓受体分子的锁。这些改变旨在使这把钥匙适合一把新锁——一种在人类上呼吸道中相对稀少,但在我们的肺部深处以及鸟类的气道和肠道中发现的受体。


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


由于需要人类的替代品,研究人员用原始的 1918 年流感病毒(两年前重建)或改变后的形式感染了笼养的雪貂。一天后,他们将感染雪貂的笼子放在健康动物旁边,以观察病毒是否会通过空气传播。“我们注意到,带有天然 HA 的 1918 年病毒非常有效地传播,”疾病预防控制中心 (CDC) 的高级微生物学家、2 月 1 日在线发表在《科学》杂志上的一份报告的第一作者特伦斯·图姆佩说。相比之下,该小组发现改变后的病毒根本没有传播。

“它清楚地证明了 [HA] 开关对传播的重要性,”萨西塞卡兰说。斯克里普斯研究所(位于加利福尼亚州拉霍亚)的生物化学家詹姆斯·史蒂文斯警告说,动物模型带有一些不确定性,但他表示“血凝素开关可能是未来大流行中的关键事件之一”。

该结果与之前的研究相符,之前的研究表明 H5N1 倾向于感染受害者的深层肺部,在那里它很难传播到空气中。图姆佩说,最大的问题是,哪些变化(如果有的话)将允许 H5N1 禽流感变异成大流行株。并非所有病毒的血凝素蛋白都相同。“H5”指的是一种独特的类型;1918 年病毒是 H1 型。

在早期的工作中,史蒂文斯和他的同事改变了 H5N1 中与图姆佩小组对 1918 年流感所做的等效氨基酸,但该病毒未能获得对人类上呼吸道受体的偏好。尽管如此,许多公共卫生专家仍然担心 H5N1 可能会通过其他变化成为大流行株。“如果我们知道它可能采取的途径,我们实际上可以留意这些途径,”史蒂文斯说。

图姆佩说,目前尚不清楚 1918 年病毒中的血凝素开关究竟是如何取消其传播的。“上呼吸道中有病毒,所以问题是为什么它没有被传播。”

© . All rights reserved.