在某些条件下,H5N1高致病性流感病毒(HPAI)的单个突变可能导致其在人群中传播。斯克里普斯研究所的一项实验研究表明,目前在美国奶牛中流行的H5N1病毒的一个单一突变可以使其更容易附着在人体细胞上,从而促进人际传播,这强调了持续监测的必要性。
然而,研究人员表示,要使病毒更倾向于附着在人类细胞受体而非鸟类细胞受体上,并实现高效的人际传播,可能还需要其他基因突变。尽管在美国,接触感染野生鸟类、家禽、奶牛和其他哺乳动物的数十人中,H5N1毒株主要导致轻度疾病,但该病毒尚未在人群中传播。
研究人员使用从美国首例感染牛源2.3.4.4b亚型(A/Texas/37/2024)的人类病例中分离出的H5N1毒株,在病毒的血凝素(HA)基因序列中引入了几种突变,以比较蛋白质与鸟类和人类细胞受体的结合情况。流感病毒通过HA附着在细胞上的糖受体上,从而引发感染。
这些突变旨在模拟自然突变,仅引入到HA表面蛋白上,不涉及整个感染性病毒的创建或实验,作者指出。研究结果于昨日发表在《科学》杂志上。
受体结合是传播的关键
一个突变,即Gln226Leu替代(Q226L),使蛋白质更容易附着在通常存在于人类细胞上的受体上,尤其是在存在第二个突变Asn224Lys的情况下。明尼苏达大学传染病研究与政策中心(CIDRAP)主任Michael Osterholm博士(未参与该研究)表示:“这是一个重要的研究,增加了我们对血凝素和神经氨酸酶突变复杂性的理解。然而,这并不一定意味着这种病毒即将成为人际传播的病毒。很可能还有其他我们尚未理解的突变,在大流行毒株出现时会变得重要。”
随着越来越多的H5N1人类感染病例由接触感染动物引起,研究结果突显了基因组监测的重要性,以监测H5N1突变的出现。斯克里普斯研究所结构生物学汉森教授Ian Wilson博士在斯克里普斯新闻发布会上说:“监测受体特异性变化(病毒识别宿主细胞的方式)至关重要,因为受体结合是向传播迈出的关键一步。不过,受体突变本身并不能保证病毒会在人与人之间传播。”
流感病毒可以迅速变异
在科学媒体中心发布的专家反应中,格拉斯哥大学医学研究委员会病毒研究中心的Ed Hutchinson博士表示,这一发现令人担忧,因为流感病毒可以迅速变异和进化。“例如,最近对一名长期严重感染H5N1禽流感的加拿大青少年的研究表明,病毒已经开始进化,以‘探索’在感染过程中更有效地结合体内细胞的方法。”Hutchinson(未参与该研究)说道。
Pirbright研究所的流感研究人员Ian Brown博士、Thomas Peacock博士和Munir Iqbal教授补充道:“必须强调的是,引入的突变至今尚未在H5病毒自然在牛群中传播并溢出到鸟类和哺乳动物宿主时检测到……正如作者所承认的,改变结合偏好只是病毒必须克服的几个障碍之一,才能获得强亲和力以感染人类并在他们之间传播。”
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