Nature：中科院解析H7N9病毒流行的前因后果
2013-09-05 佚名 医学论坛网
日前，在国家卫计委举行的在线访谈活动中，中国疾病预防控制中心有关人士表示，H7N9病毒并没有完全被阻断，它仍然在禽类中存在。一般流感病毒在天气比较炎热时传播减弱，在比较寒冷的气候条件下更容易传播，H7N9是否也会如此目前尚不清楚，但进入秋季以后，我们对疫情传播一定要加倍警惕。【原文下载】从野生鸟类到家禽再到人由于感染人的H7N9病毒的“凭空”出现，人们首先就会想知道“它是从哪里来的？”“到底是
日前，在国家卫计委举行的在线访谈活动中，中国疾病预防控制中心有关人士表示，H7N9病毒并没有完全被阻断，它仍然在禽类中存在。一般流感病毒在天气比较炎热时传播减弱，在比较寒冷的气候条件下更容易传播，H7N9是否也会如此目前尚不清楚，但进入秋季以后，我们对疫情传播一定要加倍警惕。【原文下载】
从野生鸟类到家禽再到人
由于感染人的H7N9病毒的“凭空”出现，人们首先就会想知道“它是从哪里来的？”“到底是自然界中存在的病毒，还是人为制造的？”
禽流感病毒的天然宿主是野生鸟类，作为鸟类的病毒已经和鸟类共生了很长的时间。鸟类感染禽流感病毒，很多时候没有病症表现；有时也会出现发病的症状，但是绝大多数情况都会康复，就像我们人类得了流感。由于物种的差异，野鸟中的病毒是很难直接感染哺乳动物的，因为它们无法适应哺乳动物的宿主环境。即便存在有个别的病毒能够勉强存活于哺乳动物体内，由于野鸟与哺乳动物的接触机会非常少，这种传播发生的概率也基本可以忽略。
家禽作为一个重要的“跳板”，完成了禽流感病毒由野生鸟类到哺乳动物和人的过渡。由于家禽是由野生禽类驯化而成的，在生理构造上非常相似，因此大部分禽流感病毒都能够感染家禽，尤其是家鸭。由于我国南方地区普遍存在家禽散养，因此经常会有家禽和野禽共享一片水域共同觅食的情况。这种“密切接触”也就造成了病毒从野鸟进入了家禽。而家禽养殖的规模化使得病毒可以快速感染多个个体。由于家禽免疫系统的保护作用，有些病毒能够造成个体发病，而很多时候即便感染了禽流感病毒，家禽本身也没有病症表现。病毒入侵和家禽免疫系统对抗的最终结果，就是病毒在家禽中以一种较低的存在率与家禽共存。
由于家禽对于人类生活的重要性，我们不可避免地要和它们接触，因此就会碰巧接触到“带毒”的个体，通过呼吸道有可能感染禽流感病毒。但是，由于宿主屏障（人和禽的生理差异）的存在，在绝大多数时候这些病毒无法在我们体内存活、会被我们的免疫系统直接杀死。
病毒变异造成对新宿主适应
说到病毒的变异和新病毒的产生，还要从病毒和免疫系统的对抗说起。病毒为了能够更好地在宿主体内生存，一定要变得更加容易繁殖而且不容易被免疫系统打败。病毒“选择”的策略就是产生大量不同的突变体，也就是和母本病毒有差异的后代，而这些有差异的后代哪些能够更好地生存，哪些会夭折，完全是未知的。在某种宿主中非常劣势的突变体也许会在其他宿主中非常适应，并造成大量传播。这就是病毒所经历的自然选择。
禽流感病毒的变异主要是通过两种途径，一种是基因的重配，一种是基因位点的突变。
基因重配会发生在两个或多个不同的流感病毒同时感染一个细胞的时候。在这种情况下，会产生基因重配后的“杂交”病毒。有的病毒会因为基因之间彼此配合不默契而变得很弱，最终被淘汰；但是有的病毒也会因为这一过程变得更强或者掌握了新的“本领”，例如，能够更好地在新的宿主中存活等。这次的H7N9病毒就是经历了多次病毒重配事件，有野鸟中的病毒与鸭子中病毒的重配、也可能有鸭子中病毒与鸡中病毒的重配。这些重配也使得这次的H7N9病毒很难对付。
相比基因重配，基因位点的突变在病毒的复制过程中更普遍存在（不需要多个病毒同时感染细胞）。这是因为病毒基因在复制的过程中会出错，负责基因复制的酶不会百分之百地复制母本基因的遗传信息，而是不时出现一些小错误。这些“小错误”大部分时候不影响病毒的性质，但是有些“错误”出现在一些关键的位点，出现的改变会严重影响病毒。例如，在HA蛋白的受体结合部位（病毒用以识别宿主细胞并入侵），几个简单的位点突变就可能导致原本感染禽类的病毒可以感染哺乳动物和人。这次的H7N9病毒就是经历了这些重要位点的改变才变得能够感染人。而且很多病毒在治疗过程中还通过位点的突变产生了耐药性，这更增加了治疗和用药的难度。
计算机演算追溯病毒来源
毋庸置疑，了解病毒的来源对于病毒的防控和制定必要的管理措施都是至关重要的。那么科研工作者是如何追溯病毒的呢？
现代生命科学和生物技术的发展，让我们能够快速地从带毒样本（如病人痰液、家禽粪便等）中分离到病毒，并进行病毒基因的扩增和测定。除了进行生物实验比较病毒性质，我们也可以利用计算机比较基因序列之间的差异来确定它们之间的演化关系。
简单而言，在病毒溯源分析的过程中。科研工作者会把现有已知的流感病毒基因序列排列在一起，通过软件计算它们之间的“进化距离”，并根据病毒分离的时间和宿主来确定现有的病毒是由哪些以前的病毒进化来的，它们经历了哪些重配过程。比如，这次的H7N9禽流感病毒就是经历了由野鸟到家鸭，由家鸭到家鸡，最后由家鸡感染人的过程。而病毒的祖先很可能来源于欧洲，但是到现在已经产生了巨大的差异。
针对今年出现的H7N9感染人的事件，我国的科研工作者迅速做出了一系列反应。国家流感中心和医疗系统的科研人员第一时间确定了H7N9禽流感病毒就是致病的元凶，这也是全世界范围内第一次发现H7N9亚型可以感染人。之后，中国科学院和国家流感中心等单位一起勾勒出了病毒形成与演化的路径，指出它经历了复杂的重配和突变过程。与此同时，我国农业系统的研究人员确定了家禽中存在有H7N9病毒，证实了由鸡到人的传播路径。之后，相关部门迅速作出了关闭活禽交易市场的决定。流行病学数据证实，这一举措高效地抑制了病例的增加。
原文下载
Lam TT, Wang J, Shen Y, Zhou B, Duan L, Cheung CL, Ma C, Lycett SJ, Leung CY, Chen X, Li L, Hong W, Chai Y, Zhou L, Liang H, Ou Z, Liu Y, Farooqui A, Kelvin DJ, Poon LL, Smith DK, Pybus OG, Leung GM, Shu Y, Webster RG, Webby RJ, Peiris JS, Rambaut A, Zhu H, Guan Y.The genesis and source of the H7N9 influenza viruses causing human infections in China.Nature. 2013 Aug 21.
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