禽流感如何跨越物種傳播

流感病毒復制復合物的結構，由兩種病毒聚合酶（深灰和淺灰）與人類ANP32（紫色）相互作用組成。圖片來源：歐洲分子生物學實驗室

鳥類和哺乳動物之間存在顯著生物學差異，這通常可防止禽流感從鳥類傳播到其他物種。因此，要感染哺乳動物，禽流感病毒必須發生變異以克服兩個主要障礙：進入細胞的能力和在細胞內復制的能力。要引起大流行，它還必須獲得在人與人之間傳播的能力。

令人擔憂的是，最近美國奶牛意外感染了禽流感病毒H5N1株，可能發展成為牛群的地方性流行病——這會讓病毒提高適應人類的能力，事實上，已報告了幾例禽流感病毒傳播給人類的病例。不過到目前為止，人類患者只出現了輕微癥狀。

為了更好地了解這一過程，歐洲分子生物學實驗室格勒諾布爾分部科學家研究了禽流感病毒在哺乳動物細胞中的復制，揭示了病毒經歷的不同突變。

這一過程的核心其實是聚合酶，它是一種協調病毒在宿主細胞內復制的酶。這種靈活的蛋白質可根據感染期間執行的不同功能進行重組。這些功能包括轉錄和復制，也就是將病毒RNA復制成信使RNA，以及復制病毒RNA再將它包裝成新病毒。

我們知道，病毒復制是一個復雜的過程。這里則涉及兩種病毒聚合酶和一種宿主細胞蛋白ANP32，這3種蛋白共同組成能進行復制的“分子機器”。ANP32其實像一道橋梁，溝通了兩種病毒聚合酶（復制酶和衣殼酶）。復制酶創建了病毒RNA的副本，衣殼酶幫助將副本包裝在保護層內。

ANP32通過其結構上的獨特尾部，在其中起著作用。有趣的是，ANP32尾部在鳥類和哺乳動物之間是不同的。這種生物學差異，解釋了為什么禽流感病毒在哺乳動物和人類中不易復制。

換句話說，適應鳥類的聚合酶要想在人類細胞中復制，必須獲得某些突變才能使用人類ANP32。

現在，科學家已經獲取了人類適應型禽流感聚合酶（來自H7N9菌株）的復制酶和衣殼酶結構。該結構提供的信息，讓人們知道哪些突變可能使禽流感聚合酶適應哺乳動物細胞。

這些研究意義非凡，因為人們必須認真對待由高致病性、適應人類且高死亡率的禽流感病毒株引起的流行病威脅。應對這一威脅的關鍵措施，正是監測現場病毒的突變，并準確評估出它們是否正在“想方設法”向哺乳動物傳播。