解密甲型流感病毒

文│金毅力 唐建軍

解密甲型流感病毒

文│金毅力 唐建軍

自古以來，人類同傳染病之間的搏斗從來就沒有停止過。

歷史上的鼠疫、天花、霍亂等疾病曾奪去了千萬人的生命。還有近幾十年來新出現(xiàn)的艾滋?。ˋIDS）、埃博拉、登革熱，以及前幾年剛剛肆虐全球的急性非典型肺炎（SARS），無不給人類帶來了深重的災(zāi)難。

然而，就在我們積極應(yīng)對這些令人頭疼的傳染病時，一個似乎略為被遺忘的“老敵人”——流感，正悄悄地積蓄著可怕的力量，在最近幾年挾著卷土重來之勢，打了我們一個措手不及。因此，對這個“老敵人”的重新審視是很有必要的。

流行性感冒（Influenza），簡稱“流感”，是一種急性呼吸道傳染病。流感主要通過飛沫傳播，其典型臨床特點(diǎn)是急起高熱、全身疼痛、軟弱乏力。亦有部分慢性病患者可出現(xiàn)下呼吸道合并癥，以及心肌炎、肌炎、腦炎等并發(fā)癥，嚴(yán)重的甚至?xí){到生命。

近百年來，流感暴發(fā)引起多次世界性大流行，其中發(fā)生在20世紀(jì)的“西班牙流感”，更是奪去了幾千萬人的生命。而引起這些災(zāi)難的“罪魁禍?zhǔn)住本褪橇餍行愿忻安《荆↖nfluenzaviruses）。

流感病毒屬正黏液病毒科，就像其他病毒一樣，不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能寄居在宿主細(xì)胞中才能完成生命代謝過程，幾乎是地球上最簡單的生命體。然而，“麻雀雖小，五臟俱全”，借助電子顯微鏡的鏡頭，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在流感病毒簡單生命體下卻披著“美麗”的外衣：病毒顆?？筛鶕?jù)家族和傳代的不同，呈現(xiàn)出球形、絲狀等多種體型，但通常為球形，直徑為80～120納米，有囊膜，表面粗糙，并布滿了兩種糖蛋白成分的刺突，其長度約為16納米。這兩種刺突一種呈柱狀，被稱為血球凝集素（Hemagglutinin，HA）。另一種為蘑菇狀，被叫作神經(jīng)氨酸酶（Neuraminidase，NA）。

根據(jù)核蛋白和膜蛋白的抗原性不同，可以將流感病毒分為甲（A）、乙（B）、丙（C）三種類型。這三種流感病毒在宿主中分布各異，存在宿主范圍限制性。

乙型流感病毒過去一直被認(rèn)為只感染人的呼吸道，且引起的流行規(guī)模很小。但是荷蘭科學(xué)家曾經(jīng)報道了在荷蘭海灘的海豹身上分離到了乙型流感病毒；丙型流感病毒的宿主只包括人和豬，極少引起流行。甲型流感病毒宿主范圍廣泛，包括各種野生水禽、家禽、豬、馬、海洋哺乳動物、人等。這三種流感病毒對人類危害最大的正是甲型流感病毒。

在甲型流感病毒的內(nèi)部存在八條負(fù)鏈單股RNA，編碼10種功能蛋白，分別是多聚酶（Polymerase）PB1、PB2、PA，HA，NA，核蛋白（Nucleoprotein，NP），基質(zhì)蛋白（Matrixprotein）M1和 M2，以及兩個非結(jié)構(gòu)蛋白（Nonstructural Protein）NS1和 NS2（圖）。如果說把甲型流感病毒顆粒比喻成人體的話，那么，NP、PB1、PB2、PA 和RNA共同構(gòu)成了負(fù)責(zé)繁衍子孫后代的“生殖系統(tǒng)”:它們緊密地結(jié)合在一起形成核酸蛋白（RNP）復(fù)合體，主要負(fù)責(zé)病毒自身的復(fù)制、信使RNA（mRNA）的轉(zhuǎn)錄和互補(bǔ)RNA（cRNA）的合成等；M1 蛋白位于膜脂的內(nèi)表面，如同聯(lián)系人體內(nèi)臟與體表的“肌肉和血液”，起著溝通RNP和病毒顆粒外殼的作用；M2蛋白鑲嵌在病毒顆粒外表面上，相當(dāng)于人體的“呼吸系統(tǒng)”和“消化系統(tǒng)”，負(fù)責(zé)病毒與外界環(huán)境的離子和營養(yǎng)交換；NS2蛋白被認(rèn)為是一種非結(jié)構(gòu)蛋白，但是在病毒顆粒中少量存在并起著將新合成的遺傳物質(zhì)向外輸出的作用；只有NS1蛋白才稱得上是嚴(yán)格意義上的非結(jié)構(gòu)蛋白，它并不屬于病毒顆粒的“包裝成分”，而是類似于人體的大腦、神經(jīng)和內(nèi)分泌激素，對病毒的許多生命活動起著調(diào)節(jié)作用；HA和NA則擔(dān)任病毒的“臉蛋”，負(fù)責(zé)與外界直接交流和接觸：在流感病毒入侵宿主后所引發(fā)的保護(hù)性免疫反應(yīng)中，抗體就是根據(jù)HA和NA來識別相應(yīng)抗原，并與之發(fā)生中和反應(yīng)。

甲型流感病毒又可根據(jù)HA和NA的抗原性不同，進(jìn)一步分成多種亞型。HA和NA的基因很容易發(fā)生變異，因此造成了其蛋白產(chǎn)物的廣泛差異性。迄今人類共鑒定出了16種不同的HA亞型（H1~H16）和9種不同的NA亞型（N1~N9）。甲型流感病毒的一個H亞型，理論上可與任何一個不同的N亞型組配，其名稱通常以HA與NA兩個亞型并列形式表示（如H1N1、H5N1等）。

由于流感病毒RNA聚合酶無閱讀校正功能，所以在復(fù)制過程中易產(chǎn)生點(diǎn)突變（每個復(fù)制循環(huán)大約1/104個堿基），這種微小的遺傳改變導(dǎo)致了HA和NA蛋白的氨基酸改變，從而引起“抗原漂移”。另一方面，由于流感病毒基因組的節(jié)段性，當(dāng)兩株或多株病毒感染相同細(xì)胞時容易發(fā)生RNA片段間的重組，導(dǎo)致大的遺傳變異，即抗原轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生新的病毒亞型。前者會造成流感的季節(jié)性流行，而后者被認(rèn)為與流感世界范圍內(nèi)的大流行密切相關(guān)。

這次在世界范圍內(nèi)引起“軒然大波”的甲型H1N1流感病毒，經(jīng)過科學(xué)家的最新研究，發(fā)現(xiàn)其基因來源于它的一些“親屬”基因的變異，這其中就包含了人H3N2型流感病毒、北美禽流感病毒和典型豬流感病毒。

一些重要的中間宿主為甲型流感病毒的“善變”提供了重要的平臺。野生水禽是甲型流感病毒的天然宿主，由于存在甲型流感病毒的所有亞型而被認(rèn)為是基因庫。種系變異的研究結(jié)果表明，所有哺乳動物的流感病毒均來源于禽類。豬是既可感染人流感病毒又可感染禽流感病毒，并能使之在體內(nèi)發(fā)生基因重組的“混合器”。這主要是由于豬呼吸道上皮細(xì)胞表面同時存在既能感染人流感病毒的受體（SA-α-2,6Gal）和又能感染禽流感病毒的受體（SA-α-2,3Gal）。

小小流感病毒，擁有美麗的外表，頻頻重組變異，貽害人類無窮。盡管人類通過研制疫苗等手段來預(yù)防和控制流感，可迄今還未找到有效辦法與之抗?fàn)?。但隨著科學(xué)研究的不斷深入和人類自身的努力，相信總有一天我們能夠找到更好的辦法對付它，將其納入可控范圍并盡量降低危害性，甚至可以讓它為人類服務(wù)。