一项有争议的研究向我们展示了在野外禽流感病毒能演变到何种危险的程度。野外突变体H5N1禽流感病毒，或许距离有效地在哺乳动物之间传播只有一小步了。这个严肃的消息，来自美国威斯康星大学麦迪逊分校河冈义裕（Yoshiro Kawaoka）的一项有争议的研究，在经过几个月的关于如何对公众发布该研究结果的谈论后，这个 研究 5月2日终于在《自然》上发表了。

美国哥伦比亚大学的病毒学家文森特.莱卡尼罗（Vincent Racaniello）说：“经过了这么久的等待，它就像是禁食之后吃到的食物一样可口。”

H5N1病毒，通称高致病性禽流感，虽然往往对人类致命但却不能有效地在人与人之间传播，病例也十分稀少。为了研究H5N1是否会进化的更容易在人类之间传播，河冈小组改变了H5N1上的血凝素（HA）基因，血凝素基因可以合成使病毒粘附在宿主细胞上的蛋白质。因为流感病毒的野外突变体也可以通过交换基因来获得新的性能，研究人员将H5N1病毒中的血凝素基因和高传播性流感病毒（2009年肆虐的H1N1病毒）的七种基因融合在一起。

河冈发现杂合病毒在获得4种突变后，便可以在分别关在单独笼子中的雪貂间互相传播，其中3种能让HA蛋白粘附在哺乳动物细胞受体分子上，第4种则使该蛋白质更加牢固。河冈说：“在我们开始实验之前就知道受体特异性的重要，我们不知道的是还需要什么。” 令人担忧的是，一些中东的H5N1病毒株已经可以识别人类的受体。河冈的研究表明病毒距在人群中传播只差一个稳定化突变。“HA基因需要变得更加稳定，以便病毒经空气在哺乳动物之间传播”是一个关键发现，英国伦敦帝国理工学院的流感病毒学家温蒂.巴克利（Wendy Barclay）如是说。

河冈小组，以及荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学中心的罗恩福彻（Ron Fouchier）主导的实验细节类似的研究在去年初现端倪。这一消息引发了激烈的讨论。美国国家生物安全科学顾问委员会（NSABB，一个独立的政府咨询委员会）在2011年12月建议两篇论文都应该在发表前进行删改审查，理由是突变体病株可能被生物恐怖分子利用，另外研究不受限制的扩大也会增加实验室意外泄漏的风险。

但在与包含国际流感专家以及卫生机构的代表会谈之后，NSABB于3月份改变了看法，建议将这两篇论文的修订本全文发表。福彻小组也从荷兰政府获得了出口许可证，这样他终于可以向《科学》杂志提交他的论文了。

H5N1病毒倾向于跟含有Siaα2,3Gal的受体蛋白粘合，鸟类细胞的表面存在这类受体蛋白。相比而言，人类上呼吸道细胞上有含有Siaα2,6Gal的受体，但是它们与鸟类细胞上的受体在形状上稍有不同。为研究H5N1能否识别人类受体，河冈小组随机突变了病毒的HA蛋白，在他们合成的210万株不同的病株中，只有一株能识别人类受体而非鸟类受体。这一突变株有四个氨基酸被改变了，其中两个是这项新发现的特异性所必须的：一个是从谷氨酰胺变为亮氨酸（Q226L），一个从天冬酰胺变为赖氨酸(N224K)。

接下来，河冈将突变的HA基因与2009年大规模流行的病株H1N1的七个基因融合。H5N1和H1N1都曾在猪身上发现过，河冈此前也曾发现它们含有可兼容的基因，因此这种杂合病毒是可能自然出现的。雪貂是研究人类流感的最好模式生物，当河冈小组用该杂合病株感染雪貂时，这种杂合病株进一步演化了。六天后，一只雪貂体内的病毒比其他雪貂增长了成千上万倍。在对这一特别病株进行测序后，研究人员发现它含有第三种HA突变：天冬酰胺变为天冬氨酸(N158D)。

这一新增加的突变使得病毒首次能在雪貂之间传播。在研究者用这种新突变病株感染雪貂后，该病毒能通过空气传播感染邻近笼子里的一些雪貂。其中一些病毒产生了HA上的第四种突变，即苏氨酸变为异亮氨酸(T318I)，这在后续雪貂实验中被证实更有利于病毒的传播。

杂合病毒并没有杀死任何感染的雪貂。它比2009年流行的H1N1病株传播得要慢，对肺部的损伤更小，一线药品特敏福（Tamiflu ）和标准抗H5N1流感疫苗对其也起效。目前尚不清楚该病毒是否能像在雪貂中传播那样在人与人之间传播，也不清楚HA的四个突变是否会赋予纯H5N1病毒相同的能力。河冈合成的杂合病毒中的七个H1N1基因可能是导致其能通过空气传播的原因。然而不管怎样，”这一研究提醒我们，即使相对小的改变也是如此危险。

这四种突变的性质表明病毒在演化过程中正面临着重要的抉择。流感病毒需要与宿主细胞的细胞膜进行融合以便释放遗传物质。HA蛋白通过对细胞的pH做出应答改变形状来启动该过程，但河冈的新病毒的三种受体结合突变过早的诱发了这种变换，降低了病毒的传播能力。第四种突变（T318I）使蛋白更加牢固，因此它能在适当的时机变换形态。它也使得病毒能抵抗更高的温度。所有四种突变对病毒识别正确的细胞并成功感染都十分必要。“这就是我们论文的价值，”河冈说，“它不只是关于确定突变的种类，同时也确定了它们的工作机制。”

另一组研究之前在H9N2–H3N2 杂合病毒上也已经发现了类似的机制。这种病毒只有在获取使它能正确识别受体以及稳定融合过程的突变后，才能在雪貂间传播。特异性和稳定性可能是方便病毒传播的共同需求。

在埃及和中东其他一些国家发现的H5N1病株已经携带有N158D突变以及其它使病毒能与人类受体结合的突变。也有一些在PB2基因上的突变，这与哺乳动物中病毒的有效复制有关。所有这些病毒都只缺少一个稳定化突变。

河冈认为他的实验表明，不仅要当心特别的突变，更重要的是要扫描它们拥有的特性。如果一个病毒显示出与人类细胞融合的迹象，应该加热至50°C以检查其稳定性，这项进一步的检测可以显示它的危险性究竟有多高。“这是一个相当简单的检测。”

该研究提供了“第一个线索，即除了受体特异性之外，HA蛋白的哪些特性对病毒通过空气在哺乳动物间传播也十分重要”，莱卡尼罗说。“如果不加以发表将是一个巨大的损失。”

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本文编译自:	NATURE,Mutant-flu paper published