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Science:出生年份可预测流感病毒传染机率

生物技术 时间:2020-09-16 08:33:18 作者:莫敖坤
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 根据一项新的研究,出生年份在一定程度上能够预测一个人被动物源流感病毒感染患病或死亡的机率。这项研究由美国亚利桑那大学(UA)和加州大学洛杉矶分校的研究人员完成。

在此之前,人们一直认为,在过去接触过的流感病毒几乎不会引起对来自动物的新型流感病毒的免疫保护。这项研究结果发表在11月11日的《Science》上,它为致力于控制流感病毒爆发风险的公共卫生防御提供了重要线索。

UA生态学和进化生物学部负责人Michael Worobey说:“即使一种相对弱的流感病毒(比如2009年的H1N1猪流感)爆发也是一个万亿美元级别的事情。类似1918年那样的严重流行疾病会杀死大量的人并破坏世界的经济。”

研究团队研究了两种禽流感病毒,H5N1和H7N9,这两种病毒都已经导致了数百起人类的严重疾病和死亡病例。这两种病毒引发全球担忧,因为它们能够突变,使它们不但可以从禽类传染到人体中,更严重的是它还可以在人宿主之间快速地扩散。

通过对这两种病毒毒株感染导致的流感而患上严重疾病和死亡病例的数据分析,研究人员发现,一个人在童年时期初次感染流感病毒时所接触的人类流感病毒类型决定了他们可以受到保护而不再被哪种新型的、禽流感病毒感染。这种“免疫印记(immunological imprinting)”的效应似乎只依赖于生命中第一次接触到的流感病毒,并且很难被逆转。

Science:出生年份可预测流感病毒传染机率

流感病毒的3D打印模型。病毒表面(黄色)被血凝素(蓝色)和神经氨酸苷酶(红色)覆盖,这两种蛋白质能够使病毒进入并感染人体细胞。

当一个人初次接触流感病毒时,免疫系统会生成靶向血凝素(hemagglutinin)的抗体,血凝素是一种形状像棒棒糖的受体蛋白,它从病毒的表面延伸出来。像棒棒糖有不同的颜色和口味一样,不同流感病毒彼此之间在它们的血凝素上面也存在差异。但已知的18种甲型流感病毒的血凝素亚型都可以归为仅仅两种主要类型。

Worobey说:“我们使用这个比喻,比如说某人在孩童时期第一次接触到了‘橙色棒棒糖’的流感病毒,如果他以后遇到了另一种子类型的流感病毒,这种病毒来自禽类,但是你的免疫系统从未遇到过它,但是它的血凝素与‘橙色棒棒糖’口味非常相似,那么这个人被这种病毒感染致死的机率就很低。但是如果你初次接触到的病毒是‘蓝色棒棒糖’,那么你的免疫系统就无法保护你不受‘橙色棒棒糖’流感病毒的感染。”

Science:出生年份可预测流感病毒传染机率

该研究解释了为什么年轻人和孩子更容易被H5N1感染,而H7N9却更容易感染老年人。

该结果为一种模式提供了功能解释,这种模式已经困扰了流行病学家很久。为什么特定年龄的群体相对于其他年龄群体面对一种新型流感病毒时更容易被感染。

Worobey说:“所有的可能性都已经被提出了,我的UCLA的同事和我提出了一种强有力的结果表明,无论其他重要因素是什么,总是存在一个主要因素,那就是,我们在面临新出现的流感病毒时的易感染性并不是处于初始的空白状态。即使我们从未接触过H5 或者H7病毒,我们可能已经拥有了应对这些病毒的保护措施。”

所有18种甲型流感病毒血凝素亚型都可以在非人类宿主中流转,尤其是禽类。但是在上个世纪中,只有H1, H2 和H3可以在人类中传播。直到现在,还没有办法预测这18种亚型中哪一种会引起下一波流感爆发,也无法预测哪个年龄段的人更容易被感染。这项新研究揭示出免疫交叉保护作用存在于甲型流感病毒进化树中的每个主要分支中。因此为这两方面都提供了见解,一个分支包括人类H1 和H2病毒以及禽类H5病毒,另一个分支包括人类H3和禽类H7病毒。

在棒棒糖的比喻中,在上世纪60年代末之前出生的人所接触到的是“蓝色棒棒糖”(H1 或H2)。研究人员发现,这些人很少被H5N1(“蓝色”血凝素)感染,而更多是死于“橙色”的H7N9。在上世纪60年代末之后出生的人接触到的是“橙色”的H3病毒,他们身上表现出一种镜像模式:他们不受H7N9影响,但是却会因为H5病毒而感染严重疾病甚至死亡。

基于这些研究工作,Worobey认为,一个类似的过程可以解释1918年不寻常的流感死亡率模式,在那场流感爆发中,年轻人死得更多。

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