病毒会根据宿主进行精细调整，但突变能够而且已经产生可以从动物传播到人类的毒株。科罗拉多大学博尔德分校生物前沿研究所的病毒学家萨拉·索耶在接受《自然》杂志采访时，谈到了病毒必须做什么才能实现物种间的跳跃，并描述了她的实验室在未来威胁方面的一项令人担忧的发现。
动物病毒如何感染人类？
大多数动物病毒无法感染人类——我们一直都在摄入病毒，而且大多数病毒会直接通过我们的身体。要对我们造成伤害，病毒必须设法进入我们的细胞内部，以便利用它们作为工厂来制造更多病毒。动物病毒需要施展一些技巧才能做到这一点。
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首先，它们需要躲避我们免疫系统的各个方面——这不是一件容易的任务。其次，它们需要在我们的细胞中复制。在动物宿主的选择压力下进化的病毒，能够直接进入人体并完成所有这些事情，这种情况非常罕见。
动物病毒通常能在人类细胞中复制吗？
几乎从不。病毒与数十甚至数百种宿主蛋白相互作用以复制自身。动物病毒已经适应使用动物版本的这些蛋白质，而不是人类版本。然而，在极少数情况下，动物病毒即使能在人类细胞中微弱地复制，这也是一个令人担忧的问题——一旦病毒能够复制，它就能够进化。
病毒复制其基因组时产生的错误是进化的素材。复制的动物病毒可能会积累突变，使其更擅长利用人类细胞作为复制工厂，或更擅长躲避人类防御。一旦动物病毒进入人体，自然选择将有利于使病毒成功的突变。一些动物病毒可能距离能够在人类中复制还有 50 次突变；另一个可能只差一次突变。
如何确定动物病毒是否接近传播到人类？
为了了解哪些病毒离能够在人类中茁壮成长只有一步之遥，我们必须弄清楚病毒需要克服多少障碍——有多少病毒复制步骤在人类中不起作用，以及我们有多少免疫阻碍是活跃的。
例如，我们可能首先看看病毒是否可以与人类细胞上的受体结合以进入细胞。我们可以做到这一点的一种方法是从动物宿主中获取细胞系，敲除病毒使用的受体，并用人类版本替换它。如果病毒仍然可以正常水平复制，这意味着它可以很好地使用人类受体。如果我们只获得预期复制的 50%，那告诉我们人类版本对这种病毒有效，但不是理想的。如果我们看不到复制，那意味着病毒还不能使用该受体。
我们可以对我们知道可能对病毒必须执行的每项任务都很重要的每种蛋白质重复该过程，一次替换一种。这使我们能够查明是什么阻止了病毒在人类细胞中复制，并将只需要克服一两个障碍的病毒与那些还很遥远的病毒区分开来。
哪些病毒接近传播到人类？
感染灵长类动物的病毒尤其令人关注。灵长类动物提供的生理环境与我们非常相似，以至于我们一次又一次地看到灵长类动物病毒传播到人类——寨卡病毒、艾滋病毒和登革热病毒都来自灵长类动物。
我们最近研究了一个名为猴动脉病毒科的病毒家族，人们对该病毒知之甚少。这些病毒与导致艾滋病毒和艾滋病大流行的猴免疫缺陷病毒有着惊人的相似之处。与艾滋病毒一样，如果这些猴动脉病毒传播到人类，可能会具有高度致命性，而我们的研究表明它们可能能够做到这一点 (C. J. Warren et al. Cell https://doi.org/jgnv; 2022)。
您发现了关于猴动脉病毒传播到人类的能力的什么？
猴动脉病毒科在某些非洲灵长类动物物种中是地方性的。在圈养灵长类动物设施中，这些病毒已导致爆发，引起出血热和死亡。我们使用猴出血热病毒 (SHFV) 作为该病毒科的代表，并首先确定 CD163 是其用于进入细胞的受体。我们很不乐意看到人类版本对该病毒完全有效。
然后我们询问 SHFV 是否可以使用人类细胞的所有其他机制进行复制。我们不仅发现了它可以做到的人类细胞系，而且在一种情况下，SHFV 产生了天文数字般的自身副本。接下来，我们表明，至少在一种细胞类型中，SHFV 似乎可以抵抗干扰素反应，这是先天免疫的关键组成部分。我们清单上的最后一项是我们的适应性免疫系统，例如抗体，如果发生最坏的情况，这有望挽救局面。不幸的是，与艾滋病毒一样，SHFV 是一组人类没有现有免疫力的病毒的一部分。
我们应该对此做些什么？
我们需要注意人类中的动脉病毒感染，目前尚未观察到这种情况。例如，我们可以对非洲灵长类动物地方性感染动脉病毒地区的居民进行血液测试，看看是否有人对这些病毒有抗体——如果他们有，那将表明以前发生过感染。不幸的是，目前还没有针对这些病毒的抗体测试。
本文是 自然展望：大流行病防范的一部分，这是一份在第三方资助下制作的编辑独立增刊。 关于此内容。