年的“西班牙”流感大流行造成的死亡人数超过第一次世界大战,约为5,万。人们担心最近的一些流感病毒株可能具有同样的致命性。本文节选自美国病毒学家杰弗里·陶本伯格及其同事发表在《Nature》期刊上的论文。他们分析了从一名受害者的肺组织中提取的病毒样本,发现这种致命的病毒不是动物和人类病毒株整合DNA的结果,而是由禽流感病毒株进化而来感染人类的。年的流感病毒与H5N1禽流感病毒(它们可以感染并致人死亡但不能在人与人之间传播)以及另一种禽类病毒H7N7(同样可以致人死亡)有一些相似之处,这有助于研究人员确定相对温和的流感病毒株与高致病性病毒株的区别。
J.K.Taubenbergeretal..CharacterizationoftheInfluenzaVirus[M]//SirJohnMaddox,SirPhilipCampbell,路甬祥.《自然》百年科学经典(英汉对照版):第十卷.北京:外语教学与研究出版社,:-.
甲型流感病毒每年都在人类和家畜中引起疫情暴发。新的毒株周期性地在人类中出现并引起全球大流行。~年,“西班牙”流感大流行波及了数以亿计的人口,并造成约5,万人的死亡,这一数字超过了第一次世界大战中死亡的人数。一直以来,人们都十分担心一些流感病毒株可能具有同样的致命性。在年的一项研究中,美国病毒学家杰弗里?陶本伯格及其同事分析了从一名受害者的肺组织中提取的病毒样本。他们发现这种致命的病毒不是动物和人类病毒株整合DNA的结果,而是由禽流感病毒株进化而来感染人类的。年的流感病毒与H5N1禽流感病毒(它们可以感染并致人死亡,但不能在人与人之间传播)以及另一种禽类病毒H7N7(同样可以致人死亡)有一些相似之处。而科学家们的研究则有助于人们确定相对温和的流感病毒株与高致病性病毒株的区别。
图片来源:CDC
科学家重建的西班牙流感病毒
已知甲型流感病毒异三聚体聚合酶复合体(PA、PB1、PB2)在病毒复制的多个方面发挥作用,并和宿主因子发生作用,因此在宿主特异性中发挥作用。年人流感病毒的聚合酶蛋白序列只有少数氨基酸与禽流感病毒共有序列不同,从而支持了它们在大流行前不久由禽流感病毒产生的假说。但是,与禽流感序列相比较,年病毒的聚合酶基因的核普酸序列同义性差异大于预期,说明其与已知的禽流感毒株存在进化距离。
图片来源:TheUnwrittenRecord,-WW-B-11
年,美国西雅图。电车乘务员拒绝没有口罩的乘客搭乘电车。
通过分析年流感病毒整个基因组序列并进行了系统发育分析,美国病毒学家杰弗里?陶本伯格的研究团队提出年病毒不是一种基因重组病毒(如年和年大流行的病毒),而更可能是能够感染人类的完全类似禽流感(病毒)的病毒。这些数据支持了先期系统发育研究结果,并表明年病毒来源于禽流感。聚合酶蛋白中总共10个氨基酸的突变将年病毒以及随后的人类流感病毒序列同禽流感病毒序列区别开来。显而易见地,许多相同的突变在最近流行的高致病性H5N1病毒中被找到,该病毒已经造成了人类的疾病和死亡,并让人担心这是新的流感大流行的先兆。这里鉴定的序列突变可能对于流感病毒适应人类的过程非常重要。
图片来源:TheUnwrittenRecord,-WW-B-25
年12月,美国西雅图。戴口罩的警察。
在年和年大流行的流感病毒都是禽类/人类的重组病毒,其中2~3个禽流感基因片段都与那时流行的适应人类的病毒发生了重组。但是,年的病毒却是完全适应人类的类似禽流感的病毒。根据人类流感病毒聚合酶基因氨基酸替换的速度,有可能这些片段早在年就在人类流感病毒中传播。但是,要证明年病毒是否保留先前传播的人类甲型流感病毒的基因片段,需要在档案材料中发现年之前的病毒样本。其来源尽管在蛋白质水平类似于禽流感,但可能是目前序列数据库中未显示的禽流感病毒亚类,并且已经出现了进化隔离。
图片来源:毎日新聞社
年2月,东京街头。戴口罩的女学生。
年病毒分析中得到的氨基酸改变也在导致人类死亡的H5N1和H7N7高致病性禽流感株中发现。同时这也表明上述改变可能促进病毒在人细胞中复制并增加致病性。有可能年病毒的高致病性与其适应人类的禽流感病毒本质有关。这些改变可能反映了平行进化的过程,即甲型流感病毒(禽流感)应对适应压力做出的突变。它也表明我们可以绘制出禽流感病毒适应人类的遗传基础。
(节选自《〈自然〉百年科学经典》第十卷,有删节)
外研社科学出版
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