通常，禽流感病毒不易在人與人之間傳播。但如果這種情況真的發(fā)生，就可能引發(fā)一場大流行。來自MDC和RKI的研究人員在《自然通訊》雜志上解釋了是什么原因使得從動(dòng)物到人類的飛躍變得不太可能。

當(dāng)人們突然感染H5N1、H7N9和H5N6等禽流感病毒時(shí)，世界衛(wèi)生組織(WHO)必須評估風(fēng)險(xiǎn):這些是大流行的最初跡象嗎?還是僅僅因?yàn)榕c受感染的家禽密切接觸而出現(xiàn)了幾十個(gè)或幾百個(gè)病例?由來自Max Delbrueck分子醫(yī)學(xué)中心(MDC)的Matthias Selbach教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了這個(gè)謎題的另一個(gè)部分，它可能在最初的評估中很重要。在《自然通訊》發(fā)表的一篇論文中，研究人員解釋說，禽流感a病毒(IAVs)無法將受感染的人類細(xì)胞轉(zhuǎn)化為有效的病毒工廠，因?yàn)樗鼈冊诟腥竞蟛荒墚a(chǎn)生足夠的基質(zhì)蛋白M1。然而，這種病毒需要這種蛋白質(zhì)從細(xì)胞核中輸出其遺傳物質(zhì)的許多副本——這是制造新病毒的先決條件。

并不是所有的流感都是一樣的——它的名字指的是一大群病毒。這個(gè)家族的每個(gè)成員都是以病毒表面的兩種帶刺的生長方式命名的:血凝素(H)和神經(jīng)氨酸苷酶(N)。血凝素能使病毒感染人類和動(dòng)物細(xì)胞，并在那里繁殖;在水禽中，有16種已知的血凝素亞型和9種已知的神經(jīng)氨酸苷酶亞型。這導(dǎo)致了至少144種可能的組合，它們在不斷變化和適應(yīng)新的宿主——比如雞，但也包括包括馬、豬和人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物。

這種新的病毒變種通常比季節(jié)性流感更危險(xiǎn)，因?yàn)槿祟惖拿庖呦到y(tǒng)以前從未遇到過它們。有些人發(fā)現(xiàn)自己毫無防御能力，而其他人的免疫系統(tǒng)反應(yīng)激烈，人的抵抗力會損害身體。在最壞的情況下，一場大流行可能會奪去數(shù)百萬人的生命。例如，1918年的西班牙流感奪走了5000多萬人的生命。因此，世界各地的研究人員都在試圖理解這些規(guī)則，這些規(guī)則決定了什么時(shí)候有大流行的可能性，什么時(shí)候沒有。

“例如，人與鳥體內(nèi)的血凝素具有略微不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這使得禽流感病毒比鳥類細(xì)胞更難侵入人體細(xì)胞，”Selbach解釋說。鮑里斯·波格達(dá)諾是塞爾巴赫研究組的一名博士生，也是本次研究的主要作者，他的研究主要集中在流感病毒中存在的其他自然物種屏障上。

Matthias Selbach的團(tuán)隊(duì)使用定量質(zhì)譜分析蛋白質(zhì)。Boris Bogdanow和他的同事與Robert Koch研究所(RKI)合作，分別用禽流感病毒和人類流感病毒感染人類肺上皮細(xì)胞。然后他們在質(zhì)譜儀中測量了所有新產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的數(shù)量。博士后研究員Katrin Eichelbaum博士也開發(fā)了一種方法，可以精確區(qū)分新老蛋白。鮑里斯·波格達(dá)諾報(bào)告說:“在第一次分析中，我們沒有發(fā)現(xiàn)這兩種毒株之間有任何重大區(qū)別?！薄罢б豢?，禽流感病毒和人類病毒在蛋白質(zhì)生產(chǎn)方面幾乎沒有差異，這相當(dāng)令人吃驚?！?/p>

但問題在于細(xì)節(jié)，因此Bogdanow進(jìn)行了更深入的分析，以更仔細(xì)地觀察蛋白質(zhì)的分布。在此過程中，他發(fā)現(xiàn)了基質(zhì)蛋白M1，這種蛋白在感染人類病毒的肺細(xì)胞中大量產(chǎn)生。M1蛋白負(fù)責(zé)從受感染細(xì)胞的細(xì)胞核中輸出復(fù)制的病毒RNA，然后與其他新產(chǎn)生的病毒蛋白組裝，形成流感病毒的后代。因此，人類細(xì)胞中禽流感病毒的病毒RNA是否仍然困在細(xì)胞核中，因?yàn)榇嬖诘腗1蛋白太少?

熒光顯微鏡檢查證實(shí)了這些懷疑。與人類流感病毒的RNA相比，禽流感病毒的遺傳物質(zhì)沖出細(xì)胞核的能力要弱得多。但是為什么呢?在MDC的測序平臺和Irmtraud Meyer教授的幫助下，他們在禽流感病毒RNA中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)影響選擇性剪接的小片段。“我們稱之為順式監(jiān)管元素，”Bogdanow說?！斑x擇性剪接調(diào)控哪些蛋白質(zhì)最終由單個(gè)基因構(gòu)成，因?yàn)樵S多基因編碼的蛋白質(zhì)不止一種。當(dāng)人類細(xì)胞受到禽流感的攻擊時(shí)，這種元素確保產(chǎn)生更多的M2而不是M1蛋白?！?/p>

為了評估這一結(jié)果的相關(guān)性，托爾斯滕·沃爾夫教授和他來自羅伯特·科赫研究所的研究小組將順式調(diào)節(jié)元件從鳥類病毒轉(zhuǎn)移到了人類病毒上。這確實(shí)導(dǎo)致了人類流感病毒在人類肺細(xì)胞中的復(fù)制效率降低。塞爾巴赫的研究小組甚至對西班牙流感病毒進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)，這些病毒的遺傳物質(zhì)是90年代從阿拉斯加永凍土的墳?zāi)怪蟹蛛x出來的。然而，他們只使用了病毒RNA的一小部分，而不是整個(gè)病毒。然而，他們也證實(shí)了他們關(guān)于這種病毒順式調(diào)控元件的理論。

Selbach說:“禽流感病毒的致病性如何以及是否具有大流行的潛力當(dāng)然取決于許多因素?！薄皩?xì)胞培養(yǎng)的研究不能涵蓋所有這些因素。盡管如此，在未來將這一RNA片段的分析納入禽流感病毒風(fēng)險(xiǎn)評估可能是有用的?！?/p>