The Viral Most Wanted The Orthomyxoviruses
正粘病毒
凯特·凯兰
它被认为是人类历史上最致命的单一传染病事件,感染了全球5亿人,占地球人口的三分之一。
它以三次无情的浪潮袭来——第一次相对温和,发生在 1918 年 3 月;第二次更残酷,发生在 1918 年 8 月;第三次也是最致命的一次发生在1918年末,贯穿1919年的头几个月。
据估计,它造成的死亡人数几乎是第一次世界大战期间死亡人数的五倍。
被它杀死的人中有一半以上是健康、强壮、健康的年轻人,他们正值壮年,其中包括数百万第一次世界大战的士兵。
其受害者通常在出现症状后数小时或数天内死亡。他们的皮肤会变蓝,肺部会充满液体,导致他们从内部窒息。
这就是西班牙流感——1918-1919年的大流感大流行——由一种叫做甲型H1N1流感亚型的病毒引起。它和它的许多危及生命的亲戚是正粘病毒家族的一部分——病毒头号通缉犯之一。
![与流感相关的历史图像拼贴画](https://static.cepi.net/images/3840x2160/2024-06/ORTH-Intro-Image-2880x1620.webp)
一个紧密联系的大家庭?
正粘病毒确实是一个非常大的家族。它由七个亚组组成:甲型流感病毒、贝塔流感病毒、Gammainfluenza病毒、Deltainfluenzavirus、Isaviruses、Thogotoviruses和Quaranjavirus。这些亚组中的前四个包含许多致命的流感病毒,可在许多类型的动物和鸟类中引起严重甚至致命的呼吸道感染。
主要嫌疑人
到目前为止,就对人类的威胁而言,正粘病毒家族中最可怕的成员是甲流感病毒、贝塔病毒、伽马流感病毒和德尔坦流感病毒亚群中的成员。这些是鸟类和哺乳动物(包括人类)季节性流感爆发背后的病毒亚群,以及上个世纪袭击人类的多种致命流感大流行。
在众多流感病毒中,有几种毒株已经因其可能导致流行病和大流行而臭名昭著。其中最令人担忧的是甲型流感病毒,其次是乙型流感病毒。已知只有甲型流感病毒会引起大流行。1918年和1919年造成有史以来最致命的大流行的H1N1流感致命毒株被认为已造成多达5亿人死亡。近100年后的2009年,一个表亲H1N1毒株引发了另一场大规模但致命性明显较低的大流行。一种名为H2N2的毒株在1957年引起了大流行,也是1889年流感流行的主要嫌疑人。另一种大流行性流感毒株是H3N2,它在1968年引起了较温和的大流行。疾病侦探也在关注H5N1、H7N9和H7N7毒株,因为它们有可能从鸟类和/或动物身上溢出并引起人类感染。
昵称和别名
正粘病毒家族中使用的第一个也是最常见的别名是“流感”——流感的缩写。
导致 1918 年大流行的 H1N1 流感毒株通常被称为西班牙流感,有时也被称为大流感。它也被称为“紫色死亡”,因为它能够将受害者的皮肤变成蓝色和紫色,因为他们的肺部充满液体并窒息而死。在其他国家和文化中,这个多产的杀手以其他别名而闻名。在美国,人们谈论“三天发烧”。在法国,它被称为“化脓性支气管炎”,而在意大利,它被称为“沙蝇热”。在德国,医院里挤满了闪电战或“佛兰德斯热”的受害者。
2009年大流行背后的相关H1N1毒株最初被昵称为墨西哥流感,随后通常被称为猪流感。H2N2 别名亚洲流感,而 H3N2 也被称为香港流感。
这些甲型流感病毒或甲型流感病毒名称中的Hs和Ns代表每个病毒颗粒中所含的两种糖蛋白(血凝素和神经氨酸酶),并表示病毒株的某些感染特征。
特点
正粘病毒病毒粒子或病毒颗粒的直径通常在80至120纳米之间,长度约为300纳米。它们被“包裹”,这意味着它们被包裹在膜中。正粘病毒病毒粒子包膜具有两种关键糖蛋白(血凝素和神经氨酸酶)的小簇和尖峰,这有助于它附着在细胞上。这些糖蛋白赋予个体正粘病毒基于 H 和 N 的昵称。
![病毒插图的科学插图](https://static.cepi.net/images/1440x810/2024-06/ORTH-virus-illustration_1440x810.webp)
资料来源:SwissBioPics 的 Viral Zone
机制
正粘病毒,包括臭名昭著的致命流感病毒,使用H血凝素糖蛋白刺突附着在细胞表面。它们专门针对称为上皮细胞的细胞,这些细胞在喉咙和肺部形成盾状衬里。一旦病毒附着在细胞上,细胞就会吞噬它并将其拉入细胞内。在那里,病毒脱落它的斗篷或外壳,劫持宿主细胞的机器,并开始复制。
帮凶
正粘病毒家族的成员到处都有帮凶。从家猪到蜱虫和蚊子,从养殖家禽到鸭子和天鹅等野生鸟类,这些快速传播的病毒攻击者有很多犯罪伙伴。流感的一些帮凶在迁移到世界新地区时可以携带病毒数千英里。而且由于它们可以感染并携带一些流感毒株而不会生病,因此它们充当了无声的传播者。
感染人类的流感病毒(包括季节性毒株和大流行性毒株)也利用人类行为进行传播。许多流感病毒具有高度传染性,通过人们咳嗽和打喷嚏时流出的微小液滴传播。这些含有传染性病毒颗粒的微小飞沫可以在空气中传播一米远,并污染经常接触的表面,如门把手、水龙头或手机。
一些非流感正粘病毒(如Thogoto病毒和Dhori病毒)使用蜱虫(有时是蚊子)等昆虫作为载体,以帮助它们传播给其他动物,包括人类。
常见受害者
来自正粘病毒家族的流感病毒可以影响非常广泛的人群,但某些群体更有可能成为使他们患重病甚至死亡的攻击的受害者。
由于他们的免疫系统仍在发育,或者他们的免疫系统因年龄的增长而减弱,五岁以下的婴儿和幼儿以及65岁或以上的成年人是流感最常见的受害者,特别是在卫生系统不太健全的较贫穷国家。全球疾病负担研究数据显示,在患有流感相关下呼吸道感染的五岁以下儿童中,99%的流感相关死亡发生在发展中国家。
较弱或受损的免疫系统也使孕妇和患有慢性疾病的人更容易成为正粘病毒流感感染的受害者。一些大流行性流感毒株(例如1918年西班牙流感)与季节性流感爆发的正常趋势背道而驰,对强壮健康的年轻人造成了沉重打击。
![照片,一张是一群老人,另一张是地板上的小孩](https://static.cepi.net/images/1440x810/2024-06/ORTH-Victims-Comp-1440x810.webp)
臭名昭著的爆发
迄今为止,最臭名昭著的流感爆发 – 可以说是近代历史上所有传染病爆发 – 是1918年至1919年的西班牙流感大流行。这种甲型H1N1流感正粘病毒感染了世界三分之一的人口,造成5000万至1亿人死亡,是一种无情的杀手,造成了真正的全球灾难。由于没有预防任何流感的疫苗,也没有抗生素来治疗继发性细菌感染,控制这种大流行的努力仅限于非药物干预措施,如保持社交距离和隔离、检疫、个人卫生、使用消毒剂以及禁止或建议大型公共集会。
下一个袭击世界并引起致命大流行的甲型流感病毒是H2N2。它出现在东亚,1957 年 2 月在新加坡首次报道,然后于 1957 年 4 月在香港报道。像许多其他正粘病毒流感一样,它像野火一样蔓延,并在 1957 年夏天在美国沿海城市被发现。疾病调查人员估计,这次流感大流行造成的全球人类死亡人数为110万,这意味着它的致命性明显低于1918年的前身。
十年后,又一个甲型流感刺客出现在亚洲的同一地区,被命名为香港流感。科学家认为,引起这次疫情的甲型H3N2流感正粘病毒是1957年爆发的H2N2病毒的近亲,并且有证据表明,10年前曾接触过亚洲流感的人群对香港大流行毒株有一定的免疫力。最终,这场臭名昭著的疫情被证明是 20 世纪最不致命的流行病之一,尽管死亡人数估计为 750,000 至 100 万。
最现代的流感大流行发生在2009年,当时甲型H1N1流感病毒卷土重来,这一次被称为猪流感。首例确诊人间病例发生在墨西哥的拉格洛里亚镇。疾病侦探的分析表明,这种正粘病毒家族成员是H1N1的新毒株,是禽流感病毒、猪流感病毒和人类流感病毒的三重重组。然后,该菌株进一步与欧亚猪流感病毒结合,这就是它的新绰号。该病毒在世界范围内迅速传播,并在所有年龄段的人群中造成了数亿例感染病例。由于在大多数情况下,这种疾病相对较轻,甚至没有症状,因此2009年H1N1流感大流行之所以臭名昭著,更多的是因为政府和民众的反应方式,而不是它杀死的人数。为了应对这种情况,几家国际制药公司开发了可以降低疾病严重程度的新疫苗。但是,由于疫苗的大规模生产速度缓慢,而且许多富裕国家已经预先商定了为本国人民购买大量疫苗的协议,绝大多数低收入和中等收入国家很少或根本无法获得疫苗。
![地图显示时间轴上不同的流感大流行,红色圆圈代表死亡率](https://static.cepi.net/images/1440x810/2024-06/influenza-timeline-draft%20V2.3.webp)
注:显示的全球死亡率是根据现有最佳数据和目前公认的数字得出的近似估计值。
常见危害
最具威胁性的人类正粘病毒是流感病毒,包括季节性流感和大流行性流感毒株,它们以呼吸系统为目标,可导致严重的、有时甚至是致命的疾病。最常见的初始危害是高烧伴发冷和出汗、肌肉酸痛、剧烈头痛、眼痛、咳嗽、喉咙痛、呼吸急促、疲劳和虚弱、充血以及呕吐和腹泻(在儿童中比成人更常见)。
在感染特别恶性病毒的严重病例中,例如H1N1西班牙流感,这种疾病蔓延得如此之快,以至于一些受害者可能从早上的健康和健康到一天结束前死亡。在出现发烧和头痛的最初症状的几个小时内,许多受害者患上了肺炎和紫绀——当皮肤因缺氧而变蓝时——然后出血还会导致灾难性的呕吐和流鼻血。最终,受害者死于肺部充血窒息。
查询热线
由于 1918 年西班牙流感大流行时对传染病的科学认识相对有限,因此最初对如何对抗或预防正粘病毒流感发作的调查走错了路,只关注细菌而不是病毒嫌疑人。
直到1933年,伦敦国家医学研究所的英国研究人员发现了流感病毒,才在开发流感疫苗方面取得了真正的进展。大约十年后,美国疾病防御专家开发了第一批流感疫苗。
在1947年的流感季节,美国研究人员发现它们对当时流行的流感病毒无效,这些第一批流感疫苗本身开辟了新的研究方向。这导致疾病侦探发现,已经存在并将继续出现的许多不同类型的流感病毒需要用不同的疫苗或包括几种流感毒株的疫苗来靶向。
现在,季节性流感疫苗每年都会被生产出来,并在许多富裕国家提供,以尽量减少冬季流感的影响。但这些疫苗需要经过“毒株转换”才能适合用于对抗具有大流行潜力的流感病毒,因为这些大流行病毒将是新型毒株——这是一个耗时的过程,至少需要 4-6 个月。
从事大流行预防工作的科学家已经开发了几种针对可能导致大流行的流感病毒的疫苗,包括甲型H5N1禽流感病毒株等毒株,该毒株近年来已从鸟类传播到多种哺乳动物,包括美国的牛。虽然这些所谓的大流行防范疫苗中至少有四种被授权使用,但它们需要很长时间才能大量生产。因此,疾病专家现在正集中精力使用快速反应技术(例如一些成功的 COVID-19 大流行疫苗中使用的 mRNA 技术)来制造这些和其他大流行防范流感疫苗。疫苗制造商莫德纳(Moderna)和辉瑞(Pfizer)都在后期人体试验中使用mRNA技术开发的实验性甲型流感(H5N1)疫苗。
针对2024年美国牛群爆发H5N1禽流感期间出现孤立病例感染病例的消息,流行病防范创新联盟的大流行观察人员采取了几项措施,如果H5N1疫苗开始在人群中更快地传播并构成大流行威胁,这些措施可以加速公平获得H5N1疫苗。其中包括使用COVID-19大流行期间开创的最先进方法开始生产准备工作和设计针对H5N1的抗原。
对正粘病毒流感毒株进行大量科学研究的最终目标是开发一种通用流感疫苗,该疫苗可以预防许多或所有目前已知的正粘病毒流感病毒亚型,并可能预防未来出现的新型流感病毒。2022 年,美国专家在对一种实验性 mRNA 疫苗的初步测试中取得了令人鼓舞的结果,该疫苗显示出对几种致命流感毒株的广泛保护作用。
![与流感疫苗相关的不同照片的构图](https://static.cepi.net/images/3840x2160/2024-06/ORTH-Final-Image-2880x1620.webp)
编者按:
将病毒命名和分类为不同的家族和亚家族是一个不断发展且有时有争议的科学领域。
随着科学认识的深入,目前被归类为一个家族成员的病毒可能会被转换或被收养到另一个家族中,或者被放入自己的全新家族中。
流行病防范创新联盟关于“病毒头号通缉犯”的系列文章旨在反映关于病毒家族及其成员的最广泛的科学共识,并与国际病毒分类委员会(ICTV)的最新报告进行交叉引用。