研究人员从巴塞尔大学和苏黎世大学利用苏黎世大学医学收藏馆的历史标本，解码了1918-1920年瑞士流感大流行的病毒基因组。遗传物质显示，这一病毒在历史上最致命的流感大流行初期就已具备关键的人类适应特征。
新的病毒流行病对公共健康和社会构成重大挑战。理解病毒的进化过程并从过去的大流行中吸取经验，对制定有针对性的应对措施至关重要。1918-1920年的所谓“西班牙流感”是历史上最具破坏性的大流行之一，全球约有2000万至1亿人丧生。然而，直到现在，关于该流感病毒在大流行过程中如何突变和适应的了解仍非常有限。
100多年前的流感病毒成功测序
由巴塞尔大学古遗传学家、考古科学教授Verena Schünemann（前苏黎世大学）领导的一个国际研究团队，首次重建了1918-1920年大流行期间瑞士的流感病毒基因组。为了开展研究，研究人员使用了来自苏黎世大学进化医学研究所医学收藏馆福尔马林固定湿标本中提取的100多年历史的病毒。该病毒来自一位18岁的苏黎世患者，该患者在瑞士大流行第一波期间死亡，并于1918年7月进行了尸检。
瑞士病毒基因组中的三个关键适应性突变
“这是我们首次获得1918-1920年大流行期间瑞士的流感基因组。它为我们提供了病毒在欧洲疫情初期适应情况的新见解，”最后一位作者Verena Schünemann表示。通过将瑞士基因组与此前发表的德国和北美流感病毒基因组进行比较，研究人员发现瑞士毒株在疫情初期就已具备三个关键的人类适应性突变，并在整个大流行期间持续存在。
其中两个突变使病毒对人类免疫系统中的一种抗病毒成分更具抵抗力——这是禽流感病毒从动物传播到人类的重要障碍。第三个突变涉及病毒膜中的一种蛋白，增强了其与人类细胞受体的结合能力，使病毒更具适应性和传染性。
新型基因测序方法
与引起普通感冒的腺病毒不同，流感病毒的遗传信息以RNA形式存在，而RNA降解速度更快。“古代RNA只有在非常特定的条件下才能长期保存。因此，我们开发了一种新方法来提高从这类标本中回收古代RNA片段的能力，”该研究第一作者、苏黎世大学的Christian Urban表示。这种方法现在可用于重建其他古代RNA病毒的基因组，并帮助研究人员验证所回收RNA片段的真实性。
无价的档案资源
在研究过程中，研究人员与苏黎世大学医学收藏馆以及柏林夏里特大学医院医学史博物馆密切合作。“医学收藏馆是重建古代RNA病毒基因组的无价档案资源。然而，这些标本的潜力仍未被充分利用，”该研究的合著者、苏黎世大学进化医学研究所所长Frank Rühli说。
研究人员相信，他们的研究结果对于应对未来的大流行尤其重要。“更深入理解病毒在大流行期间长期适应人类的动态，有助于我们为未来的大流行建立预测模型，”Verena Schünemann表示。“得益于我们结合历史流行病学和遗传传播模式的跨学科方法，我们能够建立基于证据的计算基础，”苏黎世大学的合著者Kaspar Staub补充道。这需要进一步重建病毒基因组，并包括更长时间跨度的深入分析。
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