通常，禽流感病毒很難在人與人之間傳播。但是，如果確實發(fā)生這種情況，則可能引發(fā)大流行。MDC和RKI的研究人員現(xiàn)在在《自然通訊》雜志上解釋了什么使得從動物到人類的跨越變得不太可能。

每當(dāng)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)都必須評估這種風(fēng)險：這是大流行的最初跡象嗎?還是僅通過與受感染的家禽密切接觸才出現(xiàn)幾十或幾百例病例?麥克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心(MDC)的馬蒂亞斯·塞爾巴赫(Matthias Selbach)教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了另一個謎題，這一謎題在這一初步評估中可能很重要。在《自然通訊》上發(fā)表的一篇論文中，研究人員解釋說禽流感A病毒(IAV)無法將受感染的人類細(xì)胞轉(zhuǎn)化為有效的病毒。因為它們在感染后不能產(chǎn)生足夠的基質(zhì)蛋白M1。但是，該病毒需要這種蛋白質(zhì)才能從細(xì)胞核中導(dǎo)出其遺傳物質(zhì)的許多副本，這是構(gòu)建新病毒的前提。

并非所有流感都是一樣的-名稱指的是一大類病毒。該家族的每個成員都以在病毒表面上的兩個刺狀生長而命名：血凝素(H)使神經(jīng)病毒能夠感染可繁殖的人和動物細(xì)胞，神經(jīng)氨酸酶(N)則有助于病毒的后代自我提取來自被感染細(xì)胞。在水禽中，有16種已知的血凝素亞型和9種已知的神經(jīng)氨酸酶亞型。這樣就產(chǎn)生了至少144種可能的組合，這些組合不斷變化并適應(yīng)新的宿主，例如雞，但也包括哺乳動物，包括馬，豬和人。

這種新的病毒變種通常比季節(jié)性流感更具危險性，因為人類免疫系統(tǒng)以前從未遇到過它們。有些人發(fā)現(xiàn)自己無法防御，而其他人的免疫系統(tǒng)反應(yīng)如此劇烈，以至于人自身的抵抗力會損害身體。在最壞的情況下，大流行可能會使數(shù)百萬人喪生。例如，1918年的西班牙流感造成了5000萬以上的受害者。因此，全世界的研究人員都在試圖了解確定何時可能發(fā)生大流行，何時不可能發(fā)生大流行的規(guī)則。

為什么人類細(xì)胞對禽流感有害的病毒工廠?

塞爾巴赫解釋說：“例如，人類和鳥類中的血凝素化學(xué)結(jié)構(gòu)略有不同，這使得禽流感病毒比人的細(xì)胞更難以滲透人細(xì)胞。” Boris Bogdanow，博士 塞爾巴赫研究小組的學(xué)生，也是本研究的主要作者，他的研究專門針對流感病毒中存在的其他自然物種屏障。

Matthias Selbach的小組使用定量質(zhì)譜分析蛋白質(zhì)。Boris Bogdanow和他的同事與羅伯特·科赫研究所(RKI)合作，分別用禽流感病毒和人流感病毒感染了人肺上皮細(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)的量。博士后研究員Katrin Eichelbaum博士還開發(fā)了一種能夠精確區(qū)分新舊蛋白質(zhì)的方法。Boris Bogdanow報告說：“在第一個分析中，我們沒有發(fā)現(xiàn)這兩種菌株之間有任何重大差異。“乍看之下，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，這非常令人驚訝。”

但是細(xì)節(jié)在于魔鬼，因此Bogdanow進行了更深入的分析，以更仔細(xì)地觀察蛋白質(zhì)的分布。為此，他遇到了基質(zhì)蛋白M1，該基質(zhì)蛋白M1在感染人病毒的肺細(xì)胞中產(chǎn)生的數(shù)量更多。M1蛋白尤其負(fù)責(zé)從受感染細(xì)胞的核中輸出復(fù)制的病毒RNA，然后將其與其他新產(chǎn)生的病毒蛋白組裝在一起，形成流感病毒的后代。那么，是因為存在的M1蛋白太少，人類細(xì)胞中禽流感病毒的病毒RNA是否仍被困在細(xì)胞核中?

另一個難題

熒光顯微鏡研究證實了這些懷疑。禽流感病毒的遺傳物質(zhì)遠(yuǎn)沒有人類流感病毒的RNA分裂出細(xì)胞核的能力。但為什么?在MDC的測序平臺和Irmtraud Meyer教授的幫助下，他們在禽流感病毒的病毒RNA中發(fā)現(xiàn)了一個小片段，該片段影響了選擇性剪接。Bogdanow說：“我們稱其為順式調(diào)節(jié)成分。” “選擇性剪接可調(diào)節(jié)最終由單個基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，因為許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，該元素可確保產(chǎn)生更多的M2而不是M1 蛋白。”

為了評估此結(jié)果的相關(guān)性，羅伯特·科赫研究所的Thorsten Wolff教授及其研究小組將順式調(diào)控元件從禽流感病毒轉(zhuǎn)移到了人類病毒。確實確實導(dǎo)致了人類流感病毒在人肺細(xì)胞中復(fù)制的效率降低。塞爾巴赫的團隊甚至對西班牙流感病毒進行了類似的實驗，該病毒的遺傳物質(zhì)于九十年代從阿拉斯加永久凍土的墳?zāi)怪蟹蛛x出來。但是，他們只使用了病毒RNA的一小部分，而不是整個病毒。然而，他們也能夠證實其關(guān)于這種病毒的順式調(diào)控元件的理論。

塞爾巴赫說：“禽流感病毒的致病性及其是否具有大流行潛力，當(dāng)然取決于許多因素。” “關(guān)于細(xì)胞培養(yǎng)的研究不能涵蓋所有這些因素。但是，將來在禽流感病毒的風(fēng)險評估中包括對該RNA片段的分析可能會很有用。”