作为一名“病毒猎人”,中国科学院院士、中国科学院微生物研究所研究员高福喜欢用“猫鼠游戏”形容所从事的工作。直面病毒这个人类最危险的敌人,发现它、捕捉它、研究它、消灭它,是高福与同事们年复一年的工作。现在,高福与“老搭档”——中国农业大学教授刘金华团队联手,揭示了我国出现的H3N8亚型禽流感病毒的致病、传播能力与分子机制,并对其公共卫生风险进行了系统的预警研究。9月4日,相关成果发表于《细胞》。
研究者用人呼吸道类器官模型探究了H3N8病毒对人的感染能力,利用雪貂模型研究了病毒的传播特征和机制,发现其距离打破人际传播屏障仅一步之遥,需密切关注。2022年,我国河南省和湖南省相继出现人感染H3N8病毒病例,其中河南病例表现为重度肺炎。今年初,广东省出现一例H3N8病毒感染死亡病例(患者有基础病)。新病毒迅速被“病毒猎人”们锁定。
高福和刘金华团队合作,联合湖南省疾病预防控制中心主任高立冬、长沙市疾病预防控制中心主任技师欧新华团队等对病毒进行溯源,发现人感染H3N8病毒来源于鸡群,新型病毒由3个流感病毒源组装而成,包括我国水禽中流行的欧亚禽分支H3病毒、北美野鸟源N8病毒和我国鸡群中流行的H9N2病毒。相关成果2022年发表于《柳叶刀-微生物》。
研究还发现,H3N8病毒已高度适应鸡宿主,能够在鸡群间有效传播。流行病学调查表明,自2021年出现以来,H3N8病毒已在我国家禽养殖主要省份流行,且在活禽市场检出率居高不下,其持续演化和变异进一步增加了病毒“溢出”感染人类的危险。在进一步的研究中,合作团队通过不同实验进行了深入“解剖”。
他们利用实验室培育的人呼吸道类器官模型,研究了H3N8病毒对人的感染能力。
结果显示,其能在人气管上皮细胞、肺泡上皮细胞感染和复制,且人源性病毒的感染能力显著强于鸡源性病毒。在致病能力方面,研究者发现,H3N8病毒能在小鼠、雪貂这两类哺乳动物的呼吸系统中有效复制,人源性病毒甚至可引起重度肺炎、病毒性脑炎。这表明该病毒能够快速适应哺乳动物宿主,引发感染和疾病。雪貂是研究流感病毒能否在人际间传播的关键性指标。
研究发现鸡源性H3N8病毒虽能感染雪貂,但不能在其间有效传播;而人源性H3N8病毒可在雪貂间接触传播,一株引起人重度肺炎的病毒毒株可经过呼吸飞沫传播在雪貂间扩散。这说明H3N8已经适应了哺乳动物间的空气传播,这对预警疫情暴发和传播具有重要意义。
当前没有必要过度担忧H3N8病毒在人际间稳定传播的问题。人源性H3N8病毒发生了两个重要的突变。一方面,该病毒HA蛋白受体结合域G228S变异使病毒受体结合性改变,使其不仅可以与禽类α2-3受体结合,还具备了与人类α2-6受体结合的能力;另一方面,PB2蛋白的E627K/V变异提高了聚合酶活性,增强了病毒的复制活性。受体结合性改变和聚合酶活性提高是病毒获得雪貂间空气传播能力的分子机制。
现有流感疫苗能否挡得住这种新型禽流感病毒?合作团队检测了30名流感疫苗接种人员和394名普通人的血清抗体。结果显示,人群普遍缺乏针对新型H3N8病毒的抗体,季节性H3N2流感疫苗对H3N8病毒无效。缺乏对H3N8病毒有效的交叉抗体,让这种新型禽流感病毒形成持续感染的风险大大提高。
研究者指出,需要警惕的是,由于流感病毒是片段化的RNA病毒,当两种病毒感染同一宿主时,病毒会发生基因片段重排,产生可能导致大流行的新亚型病毒。如何应对H3N8以及其他潜在的新型重配禽流感病毒的大流行风险?研究者指出,关键在于做好源头控制。刘金华指出,低致病性禽流感病毒H9N2已成为产生H3N8、H7N9以及H5、H10等新型重配禽流感病毒的“幕后推手”。
因此,防治新型禽流感病毒需要从源头上“拔除这个病根”。