一项由斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)生物学家进行的新研究表明,一种禽流感病毒仅需一个突变即可具备感染人类的能力。如果H5N1病毒真的发生这种转变,可能会导致人类的大范围感染。迄今为止,该病毒在人类中的传播仍然有限。
据《科学》杂志上发表的一项新研究,这种禽流感病毒首次于2021年在北美出现,目前仅需一个突变即可具备感染人类的能力。论文附带的编辑注释指出,这一突变在自然界中发生可能是人类大流行风险的一个指标。研究显示,病毒血凝素226位点上的谷氨酰胺转变为亮氨酸这一单个突变就足以使病毒从鸟类感染转向人类感染。
据《洛杉矶时报》报道,研究合著者詹姆斯·保罗森(James Paulson)表示,这一发现“让我们感到惊讶”。而世界卫生组织动物和鸟类流感生态学研究中心主任理查德·韦比(Richard Webby)虽然未参与该研究,但也表示:“这一消息可能会引起轰动。我们大多数人都认为,这可能需要多个变化。”
每种病毒都有其最适合感染的细胞类型。为了附着到宿主身上,宿主必须具有病毒可以附着的合适受体。鸟类和人类的细胞受体不同,这意味着病毒需要恰好匹配才能轻松传播。自2021年发现以来,H5N1病毒已能够与鸟类、海洋哺乳动物甚至偶尔人类的受体结合。到2024年,该病毒在该国的奶牛群中广泛传播,导致超过50人出现轻度病例。这些人类感染引发了对牛到人或人与人之间传播能力的担忧,尽管该病毒仍主要适应鸟类受体。
令人担忧的是,如果该疾病变得容易在人类之间广泛传播,可能会引发大流行。“对于新的H5N1大流行病毒,我们知道它必须将受体特异性从鸟类型转变为人类型。”研究作者写道,“那么,这需要什么呢?显然,只需一个突变。”保罗森在接受《科学美国人》采访时说:“我们关注的是初始感染,以启动大流行。我们认为,这种单个突变的弱结合至少相当于已知的人类大流行病毒。”
保罗森领导的研究团队合成了在得克萨斯州一名奶牛场工人(首位已知感染H5N1病毒的人类)身上发现的禽流感菌株的基因序列,然后检查了病毒外表面的蛋白质,这些蛋白质是病毒与其宿主细胞膜连接的地方。为了找到合适的“对接设备”,研究团队研究了过去禽流感跳转到人类的例子,发现226位点上的谷氨酰胺转变为亮氨酸这一变化可以使病毒进入易于感染人类生物学的模式。
许多人类病例来自反复接触病毒的奶牛场工人,病毒可能通过大量进入眼睛和鼻子的方式压倒细胞。为了快速传播,病毒必须通过打喷嚏或咳嗽产生的飞沫在空气中传播。“在这种情况下,病毒必须能够识别人类类型的受体,以足够的数量结合到人类呼吸道的细胞上,从而引起感染。”保罗森说。虽然H5N1尚未发生这种情况,但过去确实发生过。如果现在发生这种变化,可能会迅速引发一种为人类量身定做的禽流感病毒,使其能够在人群中传播。
尽管存在许多变量,包括这种突变是否会真正发生,但预测H5N1的严重性和担忧程度仍然是推测性的。但了解我们面临的挑战是有益的,以防万一这一小的变化发生。
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