解密H7N9禽流感：野鳥與雞群的基因重組

科學(xué)家們一直在追蹤 H7N9 禽流感病毒的源頭，中國(guó)科學(xué)院近日研究顯示，H7N9 禽流感病毒基因來自于東亞地區(qū)自然遷徙的野鳥和中國(guó)長(zhǎng)三角雞群的基因重配。

四百余年前，意大利威尼斯城曾突發(fā)流感大流行，一夜間數(shù)十萬人染病，最終致六萬人死亡。惶恐的人們認(rèn)為這是上帝的懲罰，并將其命名為“Influenza”，意即魔鬼。當(dāng)人們對(duì)非典（SARS）的記憶尚未遠(yuǎn)去，一場(chǎng)突如其來的禽流感讓 2013 年春天驟然緊張起來，這一次是一種叫做 H7N9 的禽流感病毒。據(jù)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)生委表示，截至 4 月 19 日 17 ：00，全國(guó)累計(jì)報(bào)告人感染 H7N9 禽流感確診病例 88 例，其中 17 人死亡。

善于變身的禽流感

顧名思義，流感是流行性感冒的簡(jiǎn)稱，也就是流感病毒引起的急性呼吸道感染，具有季節(jié)性爆發(fā)的特點(diǎn)。流感病毒分為甲型（A 型）、乙型（B 型）和丙型（C 型）。

按照感染物種的不同，可分為人流感病毒、禽流感病毒和豬流感病毒。禽鳥發(fā)生的流行性感冒俗稱禽流感；人類發(fā)生的流行性感冒，每年冬春都會(huì)經(jīng)常發(fā)生，但大多致病力不強(qiáng)。甲型流感病毒則愛四處招惹，變異性最強(qiáng)，能寄存于禽鳥及哺乳動(dòng)物體內(nèi)。

要描述一種流感病毒，通常要用到H 與 N 這兩個(gè)字母，分別表示血凝素（H）和神經(jīng)氨酸酶（N）。它們位于流感病毒顆粒表面的脂質(zhì)雙層膜里，是流感病毒發(fā)揮致病性的關(guān)鍵部分。對(duì)甲型流感病毒而言，科學(xué)家目前發(fā)現(xiàn)了至少 16 種 H 亞型和 9 種 N 亞型。因此，甲型流感病毒將有 144 種之多的亞型組合，不同組合的病毒其特點(diǎn)也完全不同。

血凝素可以與唾液酸結(jié)合，后者是細(xì)胞表面上吸附水分的糖分子。

因此，血凝素是流感病毒吸附于敏感細(xì)胞表面的“道具”。當(dāng)流感病毒上的血凝素與唾液酸結(jié)合后，細(xì)胞一時(shí)間無法辨別出這是病毒，而錯(cuò)誤地判斷其為保持細(xì)胞濕潤(rùn)的有用物質(zhì)。于是，流感病毒趁機(jī)侵入了人體。從結(jié)構(gòu)上來說，禽鳥與人類的唾液酸結(jié)構(gòu)稍有差異。禽流感通常不會(huì)威脅到人類，禽流感病毒只在同類禽鳥間傳播，道理正在于此。

不過，1997 年 8 月，香港一位 3 歲男童被發(fā)現(xiàn)感染甲型 H5N1 禽流感病毒，并最終死亡，這是全球首例人類感染 H5N1 病毒致死的案例。人們終于意識(shí)到，禽流感病毒是有可能感染人的，跨越物種的流感病毒傳播是存在的。背后的科學(xué)道理是，人體內(nèi)也存在著禽鳥類的唾液酸，它們大多集中于下呼吸道，而人類的唾液酸大多集中于上呼吸道。這也正是為何人感染 H5N1、H7N9 禽流感病毒后，一開始便會(huì)出現(xiàn)明顯的肺炎高熱等癥狀的原因。

H7N9 禽流感病毒，也并非人類第一次聽說。2008 年，科學(xué)家首次從西班牙的一種綠頭鴨中分離出 H7N9 禽流感病毒。后來，科學(xué)家在雞、鵝中也分離出過 H7N9，日本、荷蘭及美國(guó)等也曾發(fā)生過禽流感疫情。此次發(fā)生的人感染 H7N9 禽流感病毒，是世界上首次明確的 H7N9禽流感病毒可以感染人類的記錄。

H7N9 的傳播路徑

問題隨之而來。H7N9 禽流感病毒來自哪里？它是如何從禽鳥向人類傳播的呢？

科學(xué)家們一直在追蹤 H7N9 禽流感病毒的源頭。中國(guó)科學(xué)院近日研究顯示，H7N9 禽流感病毒基因來自于東亞地區(qū)自然遷徙的野鳥和中國(guó)上海、浙江、江蘇雞群的基因重配，基因重配的發(fā)生地很有可能在中國(guó)的長(zhǎng)三角地區(qū)，這也與大部分 H7N9 病例分布相吻合。研究還提示，病毒在人身上發(fā)生了變異，且存在繼續(xù)變異的可能。

自然遷徙的野鳥與家禽將是此次流感的罪魁嗎？目前并沒有確切的答案。中國(guó)是水禽養(yǎng)殖大國(guó)，全國(guó)約有 150 億只家禽，占據(jù)全球三分之一強(qiáng)。長(zhǎng)三角五百余種鳥類中， 有一半是遷徙的候鳥。

在全世界八條主要的候鳥遷徙路線上，長(zhǎng)三角恰好位于東亞- 澳大利亞候鳥遷徙路線上。隨時(shí)間推演，長(zhǎng)三角地區(qū)的 H7N9 禽流感正有向北方遷移的趨勢(shì)，河南、北京也已出現(xiàn)此類病例，這與候鳥遷徙路徑基本暗合。因此，無法排除候鳥遷徙傳播 H7N9 禽流感病毒的嫌疑。

H7N9 是如何從禽鳥向人類傳播的呢？目前，這依然是個(gè)謎。每一種病毒都有宿主感染特異性。病毒能否與宿主細(xì)胞膜表面的特異性受體相結(jié)合，決定了它能感染與傳播的范圍。每一種病毒大多有適宜的宿主，很少發(fā)生跨物種傳播。然而，近年來頻現(xiàn)的人感染禽流感病毒，很可能是人與禽類長(zhǎng)期且近距離接觸所致。原本只感染禽鳥的流感病毒，由于有機(jī)會(huì)接觸到人類，進(jìn)而通過基因變異，達(dá)到了感染人類的目的。

禽鳥是流感病毒巨大的儲(chǔ)存庫(kù)。最新研究也提示，禽流感病毒和人流感病毒的物種差異越來越小。換言之，流感病毒甚至可能不必借助于豬等哺乳動(dòng)物，就能直接感染人類。禽流感病毒能直接傳播給豬、馬、海豹、鯨魚等哺乳動(dòng)物的報(bào)告也見諸于醫(yī)學(xué)報(bào)道。從現(xiàn)有病例來看，發(fā)生 H7N9 感染的病人具有明確的活禽接觸、運(yùn)輸或宰殺史，他們比常人有更多的機(jī)會(huì)與 H7N9 禽流感病毒接觸，發(fā)生感染的幾率顯然也大增。

緣何致病性高

與其他物種一樣，人類也是包括病毒在內(nèi)的微生物“練兵場(chǎng)”，人類沒有理由小覷任何一種微生物。

或許是為使人類更好銘記這一點(diǎn)，有一款邪惡的游戲叫做《瘟疫公司》（Plague Inc），游戲里設(shè)定了七種足以毀滅人類的病原體或生化武器，排名第二的正是病毒，游戲介紹寫道，“病毒是一種快速變異的病原體，極其難以控制。”與真實(shí)的病毒傳播類似，這款游戲恰當(dāng)模擬了病原體肆虐全球的法寶，也就是傳染性和致病性。

由于人的上呼吸道主要分布人型流感病毒（H1、H2 和 H3 型）受體，下呼吸道則同時(shí)分布有人型和禽型流感病毒（H5 和 H7 型）受體。

所以人感染 H7N9 禽流感病毒后，會(huì)直接影響下呼吸道甚至肺臟遠(yuǎn)端的細(xì)胞，引起嚴(yán)重且難以逆轉(zhuǎn)的重癥肺炎，這也是病人病情危重和死亡的主要原因。

此外，人類在首次感染新型禽流感病毒時(shí)，免疫系統(tǒng)無法快速識(shí)別，體內(nèi)缺乏針對(duì)這種病毒的抗體，所以病毒感染后容易迅速擴(kuò)增。此時(shí)，免疫系統(tǒng)首先會(huì)采用常規(guī)手段對(duì)付它。機(jī)體釋放大量炎癥細(xì)胞因子，動(dòng)員大量免疫細(xì)胞到肺臟“圍剿”病毒。遺憾的是，機(jī)體過度強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)卻出現(xiàn)“殺敵一千自損八百”的反作用，這也可能是人感染 H7N9 禽流感病毒后出現(xiàn)較為嚴(yán)重癥狀的重要原因。

H7N9 對(duì)人類是個(gè)“狠角色”，緣何禽類的致病性卻不高呢？答案是，對(duì)該病毒的血凝素序列分析表明，H7N9 在禽鳥中屬于溫和型低致病性病毒，受感染的野鳥或家禽不出現(xiàn)流感癥狀或相對(duì)較輕。這就造成了一種局面，H7N9 禽流感的跨物種感染，很可能是悄然進(jìn)行的。換言之，中國(guó)東部各地散發(fā)的人感染 H7N9禽流感病毒病例，可能僅是冰山一角，是否存在輕癥患者或 H7N9 病毒攜帶者，值得進(jìn)一步監(jiān)控。

我們?cè)趽?dān)心什么

4 月 11 日，世界著名醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》，在第一時(shí)間刊登了來自中國(guó)科學(xué)家關(guān)于人感染 H7N9 禽流感病毒的論文。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心傳染病專家蒂莫西·尤伊克（Timothy Uyeki）和南茜·考克斯（Nancy Cox）對(duì)此評(píng)論道，中國(guó)突發(fā)的人感染H7N9 禽流感，具有重要的公共衛(wèi)生意義。要知道，評(píng)估一次流感是否大流行的關(guān)鍵核心問題，就是這種病毒是否具有人傳人的特征。

H7N9 禽流感病毒是否能在人際傳播，正是醫(yī)學(xué)界高度關(guān)注并警惕它的重要原因?，F(xiàn)有的 H7N9 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，尚未發(fā)現(xiàn)它能夠在人際傳播。

不過，流感病毒狡猾多端，善于“狡兔三窟”。它們能以豬、猴子等哺乳動(dòng)物作為跳板，使自己逐漸適應(yīng)哺乳動(dòng)物的身體環(huán)境后，再伺機(jī)侵犯人類，這是全世界科學(xué)家致力于流感病毒研究與防范的重要原因。

有記錄表明，1173 年至 1875 年間全球曾發(fā)生 299 次流感流行。早在 1580 年，全球就首次發(fā)生流感大流行。進(jìn)入十八九世紀(jì)，流感流行次數(shù)更趨頻繁。除了流感病毒變異所致外，世界人口數(shù)量和分布變化，大規(guī)模商旅活動(dòng)帶來的人口流動(dòng)也加劇了流感傳播。

20 世紀(jì)以來，流感病毒引發(fā)過四次大流行，均發(fā)生在人口稠密地區(qū)。1918 年暴發(fā)的西班牙流感（H1N1），造成全球近 4000 萬人死亡。1957 年的亞洲流感（H2N2）和 1968 年的中國(guó)香港流感（H3N2），均造成全球近百萬人死亡。離我們最近的一次，是 2009 年暴發(fā)的流感（H1N1），全球有 208 個(gè)國(guó)家確診過 H1N1 感染，累計(jì) 1.8 萬人死亡。

在今人眼里，1918 年已是久遠(yuǎn)模糊的歲月。彼時(shí)，造成逾一千萬人死亡的第一次世界大戰(zhàn)已近尾聲，更大規(guī)模的一場(chǎng)災(zāi)難卻悄然降臨。這就是人們所熟知的“西班牙大流感”。

這場(chǎng)流感的傳染性極強(qiáng)，短短數(shù)月內(nèi)，除了孤立的島嶼和澳大利亞外，流感迅速籠罩了世界的大部分地區(qū)。不過，“西班牙大流感”最早發(fā)源于美國(guó)堪薩斯州的芬斯頓軍營(yíng)。當(dāng)年 3 月 11 日，軍營(yíng)里一名士兵感到不舒服，醫(yī)生將其隔離治療，當(dāng)時(shí)醫(yī)生的診斷是感冒。沒想到，一周之內(nèi)，相似癥狀的感冒患者迅速超過 500 人。隨后，這些感染者隨軍隊(duì)開赴歐洲前線，開始散布流感病毒。西班牙作為一個(gè)戰(zhàn)時(shí)的中立國(guó)，當(dāng)時(shí)并未刻意封鎖有關(guān)流感的新聞報(bào)道。

包括國(guó)王阿方索三世在內(nèi)的數(shù)百萬人感染的消息不脛而走，于是這次流感稱為“西班牙流感”。

在當(dāng)時(shí)，人們還不清楚流感是由什么病原體造成的。直到 1933 年，英國(guó)科學(xué)家才分離出第一個(gè)人類流感病毒，將其命名為 H1N1。自此以后，人們才知道流行性感冒是由流感病毒引起的。1997 年，美國(guó)科學(xué)家杰弗里·陶貝格爾(J. Taubenberger)在《科學(xué)》雜志發(fā)表研究論文，認(rèn)為 1918 年的流感病毒與甲型流感病毒(H1N1) 密切相關(guān)。2005 年，美國(guó)病理學(xué)家利用最新的基因技術(shù)將當(dāng)年的病毒復(fù)原，發(fā)現(xiàn)其可能正是至今仍在肆虐的禽流感病毒。

普利策獎(jiǎng)得主、美國(guó)女記者勞里·加勒特在《逼近的瘟疫》一書中說：“利用高倍顯微鏡去觀察微生物世界，就會(huì)看到一種瘋狂的、拼命推擠的場(chǎng)面，那里的微生物不停地互相推搡，其速度之快、力度之猛，相比之下，連午飯時(shí)間東京便道上匆匆的人流也顯得十分緩慢了?？梢韵胂?，假如微生物真有胳膊的話，它們必會(huì)不停地推搡鄰居，在永無休止的爭(zhēng)斗中爭(zhēng)取一塊生存之地。”

人類與病原體在演化競(jìng)賽中難分難解。考慮到人類同禽鳥動(dòng)物的親密關(guān)系，我們必定不斷受到它們的攻擊，H7N9 絕非最后一個(gè)。在這顆星球上，人類沒有任何理由不警醒。