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物到人類的飛躍變得不太可能。

當人們突然感染H5N1、H7N9和H5N6等禽流感病毒時，世界衛(wèi)生組織(WHO)必須評估風險:這些是大流行的最初跡象嗎?還是僅僅因為與受感染的家禽密切接觸而出現(xiàn)了幾十個或幾百個病例?由來自Max Delbrueck分子醫(yī)學中心(MDC)的Matthias Selbach教授領(lǐng)導的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了這個謎題的另一個部分，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胞轉(zhuǎn)化為有效的病毒工廠，因為它們在感染后不能產(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。這個家族的每個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物細胞，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。這導致了至少144種可能的組合，它們在不斷變化和適應新的宿主——比如雞，但也包括包括馬、豬和人類在內(nèi)的哺乳動物。

這種新的病毒變種通常比季節(jié)性流感更危險，因為人類的免疫系統(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)則決定了什么時候有大流行的可能性，什么時候沒有。

“例如，人與鳥體內(nèi)的血凝素具有略微不同的化學結(jié)構(gòu)，這使得禽流感病毒比鳥類細胞更難侵入人體細胞，”Selbach解釋說。鮑里斯·波格達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的團隊使用定量質(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·波格達諾報告說:“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，這相當令人吃驚?！?/p>

但問題在于細節(jié)，因此Bogdanow進行了更深入的分析，以更仔細地觀察蛋白質(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胞中大量產(chǎn)生。M1蛋白負責從受感染細胞的細胞核中輸出復制的病毒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，人類細胞中禽流感病毒的病毒RNA是否仍然困在細胞核中，因為存在的M1蛋白太少?

熒光顯微鏡檢查證實了這些懷疑。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)了一個影響選擇性剪接的小片段?！拔覀兎Q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)最終由單個基因構(gòu)成，因為許多基因編碼的蛋白質(zhì)不止一種。當人類細胞受到禽流感的攻擊時，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。這確實導致了人類流感病毒在人類肺細胞中的復制效率降低。塞爾巴赫的研究小組甚至對西班牙流感病毒進行了類似的實驗，這些病毒的遺傳物質(zhì)是90年代從阿拉斯加永凍土的墳墓中分離出來的。然而，他們只使用了病毒RNA的一小部分，而不是整個病毒。然而，他們也證實了他們關(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然取決于許多因素。”“對細胞培養(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險評估可能是有用的。”