在猪身上发现禽流感——这就是病毒学家担心的原因

Bird flu detected in pigs – here’s why virologists are concerned

猪是不同病毒的“混合容器”——交换基因的完美生物。

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H5N1流感现在已经在猪身上检测到。自从这种高致病性禽流感病毒开始传播以来,病毒学家就一直在担心这个问题2020年全球快速传播。但是我们为什么特别担心猪呢?10月29日在俄勒冈州的一个农场发现的这个病例改变了什么吗?

我们关心它可能看起来很奇怪。在许多方面,这一病例的最初报道是——在持续的病毒爆发摧毁了世界各地的海鸟群的背景下,造成的海狮的大量死亡并导致美国奶牛出现了一种全新的疾病——相当无害。

我们目前知道的是:H5N1禽流感感染了美国一个小型非商业农场的家禽,这种情况现在非常普遍。在这种情况下,农场里还有其他动物,包括五头猪。尽管这些猪看起来很健康,鼻拭子其中一个被发现含有H5N1病毒。

我们还不知道这头猪是真的被感染了,还是它只是从鸟类那里吸入了一些被污染的物质。目前,这种特殊的疫情似乎没有蔓延到任何其他猪。

农场中的“溢出”感染,即一个物种的病毒出现在另一个物种中,并不是什么新鲜事。早在五月份,H5N1病毒就出现在一个有点类似的事件.

 

In May, bird flu turned up in an alpaca. Siam Stock/Shutterstock
五月份,禽流感在一只羊驼身上出现。Siam Stock/Shutterstock

为了理解为什么猪会引起病毒学家的注意,我们需要思考病毒从一种宿主物种跳到另一种宿主物种意味着什么。片刻的思考告诉我们,对于病毒来说,改变宿主物种肯定是一件非常困难的事情。

这个世界充满了感染我们周围每一个物种的病毒。如果病毒从一个物种跳到另一个物种几乎是不可能的,那么我们每十分钟就要面对一个新的疫情。

更加微妙

病毒很难在不同类型的宿主之间跳跃的原因是因为病毒与细菌或寄生虫有根本的不同:基本上只想吃掉我们的病原体。病毒要微妙得多。

病毒的工作方式是控制我们的细胞,并小心翼翼地将它们重新编程为制造更多病毒的机器。正因为如此,感染新宿主物种的病毒就像有人试图通过用人们听不懂的语言对他们大喊来赢得争论。这就是猪出现的地方。

流感病毒(特别是甲型流感病毒,H5N1属于该病毒群)异常擅长在不同宿主物种之间杂交。他们仍然只能每隔几十年创造一种新的人类疾病,但这比任何其他病毒的命中率都高。

如果我们回顾过去,我们所知道的大多数流行病都是由流感病毒引起的,而新疫情的威胁是我们现在对H5N1的最大担忧。

流感擅长学习新宿主物种的语言的主要原因之一是,如果两种流感病毒可以同时进入同一细胞,它们将组装新病毒,这些新病毒从一种亲本病毒中获取一些基因,从另一种亲本病毒中获取一些基因。由此产生的新病毒可以突然转变为对其宿主更好的进化。

例如,它可能看起来仍然像一种我们对其没有免疫力的禽类病毒,尽管已经将其大部分基因换成了非常善于赢得与人类细胞争论的版本。对于病毒来说,这是一种导致疫情的强有力的跳跃方式。然而,只有当禽流感病毒和人类病毒可以同时进入同一个细胞时,它才会起作用,而这对于流感病毒来说是非常困难的。

这很难,因为流感病毒通过抓住覆盖在细胞表面的一种特殊类型的糖分子进入细胞。这种分子可以化学组装成几种不同的形状,而一种形状的分子用于鸟类细胞(我们现在认为,用于鸟类细胞)奶牛的乳房),不同的形状用于人类气道中的细胞。

混合容器

禽流感病毒和人类流感病毒试图通过摇动不同门的把手进入细胞,这限制了它们在同一细胞内相遇的能力。这就是猪的用武之地,因为猪呼吸道的细胞使用两种类型的糖分子在它们的表面。猪细胞可以被禽流感和人类流感感染,这使得猪成为潜在的“混合容器”其中可能酝酿出具有疫情潜力的流感病毒。

这已经发生了吗?谢天谢地,没有。目前,在猪身上发现H5N1病毒似乎是一个孤立的事件。我们不知道它再次发生的可能性有多大。

事实上,有一种观点认为这种特殊的病毒很难感染猪,这一假说得到了支持通过一些实验工作通过观察发现,尽管过去四年中H5N1病毒在各种动物中肆虐并出现,但这是第一次怀疑猪感染H5N1病毒。

即使H5N1确实成功地在猪中建立了持续传播——就像它已经在牛中建立的那样——这意味着什么还远未确定。我们知道流感病毒可以在猪身上互相混合但是我们也知道1918年进入猪群的流感病毒株在猪群中传播了超过90年在与其他病毒结合导致2009年疫情猪流感之前。

 

It took 90 years for the Spanish flu virus to evolve into swine flu, which triggered another pandemic. American Photo Archive / Alamy Stock Photo
西班牙流感病毒用了90年才演变成猪流感,引发了另一场疫情。美国照片档案馆/ Alamy库存照片

那么,为什么一份关于猪感染H5N1病毒的报告会引起病毒学家如此大的关注呢?对于许多不同的动物来说,H5N1有可能是一种极其危险的病毒,将它的基因与人类病毒结合在一起会使它对我们更加危险。

随着今年冬季人类流感季节的开始,发生这种情况的风险已经开始增加,而H5N1正在美国的农场中传播。任何病毒在动物身上出现的迹象都可能有助于它与人类流感的混合和匹配,这是一个令人不安的提醒,即H5N1有可能非常迅速地改变其能力。

当谈到哪些动物可以观察到这种变化发生的迹象时,有些动物比其他动物更加平等。只要H5N1病毒还在,病毒学家就会饶有兴趣地观察猪的任何感染。The Conversation


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