2015年4月12日 星期日

只差兩次突變




中國大陸爆發的H7N9禽流感有可能變成世界大流行嗎?

在中國大陸最新禽流感疫情爆發中,有11個人已經死亡且超過43個人生病嚴重,而許多人害怕死亡人數會增加多得多,因為病毒已經具有五個突變中的三個,這些突變已知可讓另一種禽流感病毒,H5N1,在哺乳動物間擴散傳播。

無人確知,如果由荷蘭鹿特丹伊拉斯摩斯醫學中心隆‧佛契爾(Ron Fouchier)與其同事在2012年發現的五個突變會不會對H7N9造成相同影響,但是我們的確知道,某些突變能協助其他三個病毒家族的病毒形成流感世界大流行(pandemic),目前,中國防疫機構追蹤已知病例的接觸方式後,表示仍然沒有證據顯示感染已經在人與人之間傳播。

大部分最近發生的流感世界大流行病毒是鳥類及哺乳類流感病毒的混雜,由於哺乳類動物的流感比禽流感對人類產生之症狀相對溫和,因此純粹禽流感病毒像是H5N1H7N9可能更加危險,我們知道最致命性的流感世界大流行,是在1918年橫越全世界而擴散,其病毒是一種純粹的禽病毒發生突變,容許其傳染至人類,病毒學家擔心H7N9可能發生同樣事件。

嚴重還是溫和?

H7N9可能會異常嚴重:其攜帶一種突變被認為會促使肺臟深處受感染,此症狀也發生於H5N11918年禽流感,及2009年流感世界大流行的嚴重病例中,但是兩個H7N9已知病例只顯示溫和症狀,因此中國大陸防疫機構正嘗試找出讓人們產生嚴重發病的情況有多尋常,為的是要估計未報告的溫和病例數,以及已經得病的人類總數。

如同H5N1,不論其最近幾年在鳥類中廣泛擴散,並未演化出在哺乳動物間迅速傳播的能力,佛契爾的研究〈受到許多專家責難,因為害怕會讓恐怖份子以工程方式製造H5N1流感世界大流行〉,在原則上顯示:病毒能在雪貂間傳播,而且未顯著喪失其惡毒性。

為獲得可傳播給哺乳類動物的H5N1病毒,佛契爾首先必須讓病毒產生三個突變,已知會使禽病毒適應於哺乳類動物,然後讓病毒演化出可感染雪貂的其他必要突變:似乎少至兩個額外突變是必要的,精心添加三個突變中的兩個,就容許H5H2H3病毒家族裡的禽病毒其HA表面蛋白質可結合至哺乳類動物鼻子的細胞上。這是讓H5N1流感病毒攜帶來自引發1957年及1968年禽流感世界大流行H2H3禽病毒的HA蛋白質,1918年出現的流感世界大流行病毒〈來自H1家族〉具有類似突變且產生相同作用。

此等結合性突變從前未曾在H5N1野生株上見到,但是H7N9已經具有兩個突變之一,如果H7N9能與哺乳類細胞結合,則甚至可進一步適應哺乳類動物,就如同佛契爾在雪貂實驗中主導H5N1所做的結果,我們仍然不確定的是,突變在H7是否如同其他病毒家族一樣具有相同作用,但是研究人員正準備進行實驗。

產生部分作用

英國劍橋大學的德瑞克‧史密斯(Derek Smith)表示:如果我們知道有關這些突變在其他流感病毒亞型產生的作用與也此H5N1病毒相同,那麼已有部分方式呈現,這就是為何每一個人關心此點的原因。

H7N9病毒具有另一個突變,這是佛契爾在雪貂實驗中精心給予H5N1的突變, 改變一個基因編碼來預定製造聚合蛋白質,病毒利用這種聚合蛋白質酵素(polymerase enzyme)來複製,在禽流感病毒中威力非常強大,是造成這些病毒在哺乳動物身上如此惡毒的部分原因,同時此種突變容許其於哺乳動物體溫下有效,此情況已經存在於所有流感世界大流行的病毒身上了。H7N9病毒還具有另一個佛契爾突變,是當病毒給予雪貂時形成,由HA去除一個糖基。


H7N9獲得佛契爾的所有五個突變前,僅還剩兩個突變,皆發生於HA,病毒在人類傳播係與雪貂實驗相似,在實驗中僅僅四次連續感染雪貂,就可讓H5N1具有完全傳染給哺乳動物的性質。佛契爾解釋說:所有流感世界大流行之病毒已經具有此種結合哺乳動物細胞及聚合酶的活性, H7N9已經有了這些特徵,因此問題是,牠還需要其他條件嗎?〈如果有的話。〉