解密H7N9禽流感：野鸟与鸡群的基因重组

兽医科技

2022-04-14 18:38:26

薄三郎执业兽医

科学家们一直在追踪 H7N9 禽流感病毒的源头，中国科学院近日研究显示，H7N9 禽流感病毒基因来自于东亚地区自然迁徙的野鸟和中国长三角鸡群的基因重配。

四百余年前，意大利威尼斯城曾突发流感大流行，一夜间数十万人染病，最终致六万人死亡。惶恐的人们认为这是上帝的惩罚，并将其命名为“Influenza”，意即魔鬼。当人们对非典（SARS）的记忆尚未远去，一场突如其来的禽流感让 2013 年春天骤然紧张起来，这一次是一种叫做 H7N9 的禽流感病毒。据国家卫生和计生委表示，截至 4 月 19 日 17 ：00，全国累计报告人感染 H7N9 禽流感确诊病例 88 例，其中 17 人死亡。

善于变身的禽流感

顾名思义，流感是流行性感冒的简称，也就是流感病毒引起的急性呼吸道感染，具有季节性爆发的特点。流感病毒分为甲型（A 型）、乙型（B 型）和丙型（C 型）。

按照感染物种的不同，可分为人流感病毒、禽流感病毒和猪流感病毒。禽鸟发生的流行性感冒俗称禽流感；人类发生的流行性感冒，每年冬春都会经常发生，但大多致病力不强。甲型流感病毒则爱四处招惹，变异性最强，能寄存于禽鸟及哺乳动物体内。

要描述一种流感病毒，通常要用到H 与 N 这两个字母，分别表示血凝素（H）和神经氨酸酶（N）。它们位于流感病毒颗粒表面的脂质双层膜里，是流感病毒发挥致病性的关键部分。对甲型流感病毒而言，科学家目前发现了至少 16 种 H 亚型和 9 种 N 亚型。因此，甲型流感病毒将有 144 种之多的亚型组合，不同组合的病毒其特点也完全不同。

血凝素可以与唾液酸结合，后者是细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细胞表面的“道具”。当流感病毒上的血凝素与唾液酸结合后，细胞一时间无法辨别出这是病毒，而错误地判断其为保持细胞湿润的有用物质。于是，流感病毒趁机侵入了人体。从结构上来说，禽鸟与人类的唾液酸结构稍有差异。禽流感通常不会威胁到人类，禽流感病毒只在同类禽鸟间传播，道理正在于此。

不过，1997 年 8 月，香港一位 3 岁男童被发现感染甲型 H5N1 禽流感病毒，并最终死亡，这是全球首例人类感染 H5N1 病毒致死的案例。人们终于意识到，禽流感病毒是有可能感染人的，跨越物种的流感病毒传播是存在的。背后的科学道理是，人体内也存在着禽鸟类的唾液酸，它们大多集中于下呼吸道，而人类的唾液酸大多集中于上呼吸道。这也正是为何人感染 H5N1、H7N9 禽流感病毒后，一开始便会出现明显的肺炎高热等症状的原因。

H7N9 禽流感病毒，也并非人类第一次听说。2008 年，科学家首次从西班牙的一种绿头鸭中分离出 H7N9 禽流感病毒。后来，科学家在鸡、鹅中也分离出过 H7N9，日本、荷兰及美国等也曾发生过禽流感疫情。此次发生的人感染 H7N9 禽流感病毒，是世界上首次明确的 H7N9禽流感病毒可以感染人类的记录。

H7N9 的传播路径

问题随之而来。H7N9 禽流感病毒来自哪里？它是如何从禽鸟向人类传播的呢？

科学家们一直在追踪 H7N9 禽流感病毒的源头。中国科学院近日研究显示，H7N9 禽流感病毒基因来自于东亚地区自然迁徙的野鸟和中国上海、浙江、江苏鸡群的基因重配，基因重配的发生地很有可能在中国的长三角地区，这也与大部分 H7N9 病例分布相吻合。研究还提示，病毒在人身上发生了变异，且存在继续变异的可能。

自然迁徙的野鸟与家禽将是此次流感的罪魁吗？目前并没有确切的答案。中国是水禽养殖大国，全国约有 150 亿只家禽，占据全球三分之一强。长三角五百余种鸟类中，有一半是迁徙的候鸟。

在全世界八条主要的候鸟迁徙路线上，长三角恰好位于东亚- 澳大利亚候鸟迁徙路线上。随时间推演，长三角地区的 H7N9 禽流感正有向北方迁移的趋势，河南、北京也已出现此类病例，这与候鸟迁徙路径基本暗合。因此，无法排除候鸟迁徙传播 H7N9 禽流感病毒的嫌疑。

H7N9 是如何从禽鸟向人类传播的呢？目前，这依然是个谜。每一种病毒都有宿主感染特异性。病毒能否与宿主细胞膜表面的特异性受体相结合，决定了它能感染与传播的范围。每一种病毒大多有适宜的宿主，很少发生跨物种传播。然而，近年来频现的人感染禽流感病毒，很可能是人与禽类长期且近距离接触所致。原本只感染禽鸟的流感病毒，由于有机会接触到人类，进而通过基因变异，达到了感染人类的目的。

禽鸟是流感病毒巨大的储存库。最新研究也提示，禽流感病毒和人流感病毒的物种差异越来越小。换言之，流感病毒甚至可能不必借助于猪等哺乳动物，就能直接感染人类。禽流感病毒能直接传播给猪、马、海豹、鲸鱼等哺乳动物的报告也见诸于医学报道。从现有病例来看，发生 H7N9 感染的病人具有明确的活禽接触、运输或宰杀史，他们比常人有更多的机会与 H7N9 禽流感病毒接触，发生感染的几率显然也大增。

缘何致病性高

与其他物种一样，人类也是包括病毒在内的微生物“练兵场”，人类没有理由小觑任何一种微生物。

或许是为使人类更好铭记这一点，有一款邪恶的游戏叫做《瘟疫公司》（Plague Inc），游戏里设定了七种足以毁灭人类的病原体或生化武器，排名第二的正是病毒，游戏介绍写道，“病毒是一种快速变异的病原体，极其难以控制。”与真实的病毒传播类似，这款游戏恰当模拟了病原体肆虐全球的法宝，也就是传染性和致病性。

由于人的上呼吸道主要分布人型流感病毒（H1、H2 和 H3 型）受体，下呼吸道则同时分布有人型和禽型流感病毒（H5 和 H7 型）受体。

所以人感染 H7N9 禽流感病毒后，会直接影响下呼吸道甚至肺脏远端的细胞，引起严重且难以逆转的重症肺炎，这也是病人病情危重和死亡的主要原因。

此外，人类在首次感染新型禽流感病毒时，免疫系统无法快速识别，体内缺乏针对这种病毒的抗体，所以病毒感染后容易迅速扩增。此时，免疫系统首先会采用常规手段对付它。机体释放大量炎症细胞因子，动员大量免疫细胞到肺脏“围剿”病毒。遗憾的是，机体过度强烈的免疫反应却出现“杀敌一千自损八百”的反作用，这也可能是人感染 H7N9 禽流感病毒后出现较为严重症状的重要原因。

H7N9 对人类是个“狠角色”，缘何禽类的致病性却不高呢？答案是，对该病毒的血凝素序列分析表明，H7N9 在禽鸟中属于温和型低致病性病毒，受感染的野鸟或家禽不出现流感症状或相对较轻。这就造成了一种局面，H7N9 禽流感的跨物种感染，很可能是悄然进行的。换言之，中国东部各地散发的人感染 H7N9禽流感病毒病例，可能仅是冰山一角，是否存在轻症患者或 H7N9 病毒携带者，值得进一步监控。

我们在担心什么

4 月 11 日，世界著名医学期刊《新英格兰医学杂志》，在第一时间刊登了来自中国科学家关于人感染 H7N9 禽流感病毒的论文。美国疾病控制与预防中心传染病专家蒂莫西·尤伊克（Timothy Uyeki）和南茜·考克斯（Nancy Cox）对此评论道，中国突发的人感染H7N9 禽流感，具有重要的公共卫生意义。要知道，评估一次流感是否大流行的关键核心问题，就是这种病毒是否具有人传人的特征。

H7N9 禽流感病毒是否能在人际传播，正是医学界高度关注并警惕它的重要原因。现有的 H7N9 监控数据表明，尚未发现它能够在人际传播。

不过，流感病毒狡猾多端，善于“狡兔三窟”。它们能以猪、猴子等哺乳动物作为跳板，使自己逐渐适应哺乳动物的身体环境后，再伺机侵犯人类，这是全世界科学家致力于流感病毒研究与防范的重要原因。

有记录表明，1173 年至 1875 年间全球曾发生 299 次流感流行。早在 1580 年，全球就首次发生流感大流行。进入十八九世纪，流感流行次数更趋频繁。除了流感病毒变异所致外，世界人口数量和分布变化，大规模商旅活动带来的人口流动也加剧了流感传播。

20 世纪以来，流感病毒引发过四次大流行，均发生在人口稠密地区。1918 年暴发的西班牙流感（H1N1），造成全球近 4000 万人死亡。1957 年的亚洲流感（H2N2）和 1968 年的中国香港流感（H3N2），均造成全球近百万人死亡。离我们最近的一次，是 2009 年暴发的流感（H1N1），全球有 208 个国家确诊过 H1N1 感染，累计 1.8 万人死亡。

在今人眼里，1918 年已是久远模糊的岁月。彼时，造成逾一千万人死亡的第一次世界大战已近尾声，更大规模的一场灾难却悄然降临。这就是人们所熟知的“西班牙大流感”。

这场流感的传染性极强，短短数月内，除了孤立的岛屿和澳大利亚外，流感迅速笼罩了世界的大部分地区。不过，“西班牙大流感”最早发源于美国堪萨斯州的芬斯顿军营。当年 3 月 11 日，军营里一名士兵感到不舒服，医生将其隔离治疗，当时医生的诊断是感冒。没想到，一周之内，相似症状的感冒患者迅速超过 500 人。随后，这些感染者随军队开赴欧洲前线，开始散布流感病毒。西班牙作为一个战时的中立国，当时并未刻意封锁有关流感的新闻报道。

包括国王阿方索三世在内的数百万人感染的消息不胫而走，于是这次流感称为“西班牙流感”。

在当时，人们还不清楚流感是由什么病原体造成的。直到 1933 年，英国科学家才分离出第一个人类流感病毒，将其命名为 H1N1。自此以后，人们才知道流行性感冒是由流感病毒引起的。1997 年，美国科学家杰弗里·陶贝格尔(J. Taubenberger)在《科学》杂志发表研究论文，认为 1918 年的流感病毒与甲型流感病毒(H1N1) 密切相关。2005 年，美国病理学家利用最新的基因技术将当年的病毒复原，发现其可能正是至今仍在肆虐的禽流感病毒。

普利策奖得主、美国女记者劳里·加勒特在《逼近的瘟疫》一书中说：“利用高倍显微镜去观察微生物世界，就会看到一种疯狂的、拼命推挤的场面，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，连午饭时间东京便道上匆匆的人流也显得十分缓慢了。可以想象，假如微生物真有胳膊的话，它们必会不停地推搡邻居，在永无休止的争斗中争取一块生存之地。”

人类与病原体在演化竞赛中难分难解。考虑到人类同禽鸟动物的亲密关系，我们必定不断受到它们的攻击，H7N9 绝非最后一个。在这颗星球上，人类没有任何理由不警醒。

来源：外滩画报作者：薄三郎

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