鳥類和哺乳動物之間存在顯著生物學(xué)差異,這通??煞乐骨萘鞲袕镍B類傳播到其他物種。因此,要感染哺乳動物,禽流感病毒必須發(fā)生變異以克服兩個主要障礙:進入細胞的能力和在細胞內(nèi)復(fù)制的能力。要引起大流行,它還必須獲得在人與人之間傳播的能力。
令人擔(dān)憂的是,最近美國奶牛意外感染了禽流感病毒H5N1株,可能發(fā)展成為牛群的地方性流行病——這會讓病毒提高適應(yīng)人類的能力,事實上,已報告了幾例禽流感病毒傳播給人類的病例。不過到目前為止,人類患者只出現(xiàn)了輕微癥狀。
為了更好地了解這一過程,歐洲分子生物學(xué)實驗室格勒諾布爾分部科學(xué)家研究了禽流感病毒在哺乳動物細胞中的復(fù)制,揭示了病毒經(jīng)歷的不同突變。
這一過程的核心其實是聚合酶,它是一種協(xié)調(diào)病毒在宿主細胞內(nèi)復(fù)制的酶。這種靈活的蛋白質(zhì)可根據(jù)感染期間執(zhí)行的不同功能進行重組。這些功能包括轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,也就是將病毒RNA復(fù)制成信使RNA,以及復(fù)制病毒RNA再將它包裝成新病毒。
我們知道,病毒復(fù)制是一個復(fù)雜的過程。這里則涉及兩種病毒聚合酶和一種宿主細胞蛋白ANP32,這3種蛋白共同組成能進行復(fù)制的“分子機器”。ANP32其實像一道橋梁,溝通了兩種病毒聚合酶(復(fù)制酶和衣殼酶)。復(fù)制酶創(chuàng)建了病毒RNA的副本,衣殼酶幫助將副本包裝在保護層內(nèi)。
ANP32通過其結(jié)構(gòu)上的獨特尾部,在其中起著作用。有趣的是,ANP32尾部在鳥類和哺乳動物之間是不同的。這種生物學(xué)差異,解釋了為什么禽流感病毒在哺乳動物和人類中不易復(fù)制。
換句話說,適應(yīng)鳥類的聚合酶要想在人類細胞中復(fù)制,必須獲得某些突變才能使用人類ANP32。
現(xiàn)在,科學(xué)家已經(jīng)獲取了人類適應(yīng)型禽流感聚合酶(來自H7N9菌株)的復(fù)制酶和衣殼酶結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)提供的信息,讓人們知道哪些突變可能使禽流感聚合酶適應(yīng)哺乳動物細胞。
這些研究意義非凡,因為人們必須認真對待由高致病性、適應(yīng)人類且高死亡率的禽流感病毒株引起的流行病威脅。應(yīng)對這一威脅的關(guān)鍵措施,正是監(jiān)測現(xiàn)場病毒的突變,并準(zhǔn)確評估出它們是否正在“想方設(shè)法”向哺乳動物傳播。(記者 張夢然)