禽流感如何跨越物種傳播
2024-08-23 21:52:00 來源:科技日報(bào)

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(gè)主要障礙:進(jìn)入細(xì)胞的能力和在細(xì)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(shí)上,已報(bào)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(shí)驗(yàn)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(xì)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(shí)是聚合酶,它是一種協(xié)調(diào)病毒在宿主細(xì)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(jìn)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(gè)復(fù)雜的過程。這里則涉及兩種病毒聚合酶和一種宿主細(xì)胞蛋白ANP32,這3種蛋白共同組成能進(jìn)行復(fù)制的“分子機(jī)器”。ANP32其實(shí)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(hù)層內(nèi)。

  ANP32通過其結(jié)構(gòu)上的獨(dú)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(xì)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(xì)胞。

  這些研究意義非凡,因?yàn)槿藗儽仨氄J(rèn)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)


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