自2024年以來，高致病性H5N1禽流感變異病毒（2.3.4.4b）在牛群中持續(xù)傳播并引起人類感染，受到全球廣泛關(guān)注。
據(jù)美國疾控中心最新數(shù)據(jù)，該病毒已在美國16個州的牛群中傳播，牛奶中也持續(xù)檢出具有傳染性的病毒。目前，美國已確診68例人感染H5N1病例，1例死亡病例。
同時，該病毒已導(dǎo)致美國逾1.57億只雞感染，大量雞被撲殺，市場出現(xiàn)“蛋荒”。病毒還感染了一部分家貓。
此輪禽流感對人感染力度如何？人際流行風(fēng)險大不大？近日，中國科學(xué)院院士高福領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)圍繞牛傳播H5N1禽流感病毒的受體結(jié)合特性等開展的深度研究發(fā)表于《細(xì)胞》。高福團(tuán)隊(duì)在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，目前病毒人際傳播風(fēng)險低，無需恐慌，并提示持續(xù)關(guān)注和監(jiān)測其潛在的流行風(fēng)險。
跨物種傳播能力增強(qiáng)
高致病性禽流感病毒是公共衛(wèi)生領(lǐng)域長期的關(guān)注重點(diǎn)。中國在1996年首次發(fā)現(xiàn)高致病性H5N1禽流感，次年發(fā)現(xiàn)該病毒在人際間傳播。作為中國科學(xué)院微生物研究所病原微生物研究方向的學(xué)術(shù)帶頭人，高福團(tuán)隊(duì)多年來一直緊盯這一方向。
2024年3月，美國H5N1病毒感染奶牛的案例引起了高福團(tuán)隊(duì)的注意。以往，奶牛很少感染甲型流感病毒。新案例表明，不僅奶牛間會傳播病毒，而患病奶牛的牛奶中也含有高病毒滴度、具有感染性的病毒。
“我們認(rèn)為這是病毒傳播途徑的重大改變。其背后的原因需要闡釋清楚。”論文第一兼共同通訊作者、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院研究員宋豪對《中國科學(xué)報》說。
不久，媒體報道了首例通過奶牛傳播給人的H5N1感染病例，表明變異毒株對公共衛(wèi)生構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。
高福團(tuán)隊(duì)迅速行動，與合作者對牛源H5N1病毒的受體結(jié)合特性、組織嗜性和跨物種傳播的分子機(jī)制等展開研究。他們發(fā)現(xiàn)，與先前的H5N1毒株相比，變異株顯示出了更強(qiáng)的跨物種傳播能力。由于變異株在病毒表面的關(guān)鍵蛋白血凝素（HA）上發(fā)生了若干關(guān)鍵突變，它能夠更好地結(jié)合到不同物種的受體上。
對比研究還發(fā)現(xiàn)，變異株的HA蛋白可強(qiáng)結(jié)合牛的肺部、乳腺組織，而常見的人季節(jié)性流感病毒如H1N1和H3N2的HA蛋白則不能。同時，牛源H5N1的HA蛋白還可顯著結(jié)合人類的結(jié)膜、氣管、肺以及乳腺組織，而H1N1和H3N2病毒僅能顯著結(jié)合人氣管組織。
“這些特性使該病毒不僅能夠在鳥類和牛中傳播，還能通過牛傳播給人類，可能造成潛在的人類感染風(fēng)險。尤其是首次揭示人乳腺也可被HA結(jié)合，為未來的疫情防控提供了新的視角。”宋豪說。
據(jù)介紹，這項(xiàng)研究最大的挑戰(zhàn)病毒蛋白對不同組織樣本的染色。為克服難題，研究團(tuán)隊(duì)做了大量組織切片，但由于實(shí)驗(yàn)室本身并非專注于病理研究，研究人員對組織切片中的細(xì)胞組成、形態(tài)、分布等并不熟悉，他們從制作切片、進(jìn)行染色到開展結(jié)果分析，查閱了大量的文獻(xiàn)和專業(yè)的書籍，做了一次次實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化，才最終取得突破。
“印象最深刻的瞬間是第一次成功觀察到病毒蛋白對人結(jié)膜組織切片的染色，看到牛H5蛋白能結(jié)合人結(jié)膜組織。那一刻，我們感到所有的付出都是值得的。”該論文共同第一作者、北京生命科技研究院博士后浩天驕對《中國科學(xué)報》說，“這也是全球第一次揭示人為什么會得結(jié)膜炎。”
病毒尚未適應(yīng)人際傳播
“這項(xiàng)研究極具新意和重要意義，將為評估H5N1病毒的跨物種傳播風(fēng)險和公共衛(wèi)生應(yīng)對策略提供寶貴信息。”該刊多位國際審稿人評價說。
盡管變異株受體結(jié)合區(qū)比以往H5N1毒株更寬，跨物種傳播能力有所增強(qiáng)，但研究團(tuán)隊(duì)提示，并無須恐慌。目前，該病毒僅獲得了對人受體的輕微親和力，也未適應(yīng)人際傳播。
據(jù)了解，美國已確診的68例人類感染H5N1病例中，大多數(shù)與乳制品工人以及一些家禽撲殺者的輕度感染有關(guān)，主要癥狀是結(jié)膜炎。路易斯安那的一例死亡病例發(fā)生在一名與鳥類有過接觸的免疫缺陷者身上。加拿大一名13歲女孩因H5N1禽流感一度病危也是因其有哮喘病史，現(xiàn)已康復(fù)。
對于奶牛來說，感染該病毒后會出現(xiàn)食欲降低、糞便性狀改變、呼吸急促及奶產(chǎn)量下降等癥狀，牛奶中也持續(xù)檢出具有傳染性的病毒及病毒RNA，但并不致命。經(jīng)過巴氏消毒后的牛奶也可以飲用。
該病毒對禽類和一部分貓則是致命的。大量家禽和野鳥在感染變異病毒后死亡，一小部分家貓在生食或飲用未經(jīng)高溫消毒的牛奶后因感染而死亡。但目前尚未發(fā)現(xiàn)病毒從貓到人的傳播病例。
不過，研究者表示，盡管公眾感染H5N1病毒的風(fēng)險很低，病毒傳播風(fēng)險仍存在，需要密切監(jiān)測。
那么，是否有相關(guān)的疫苗呢？對此，宋豪介紹，當(dāng)前國際上已有一些針對傳統(tǒng)H5N1毒株的疫苗，但針對新變異的2.3.4.4b支毒株，現(xiàn)有的疫苗保護(hù)效果尚未完全驗(yàn)證。“變異毒株的HA蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，可能導(dǎo)致現(xiàn)有疫苗的效果受到影響。因此，需要針對它們開發(fā)新的疫苗，并進(jìn)行臨床驗(yàn)證。”他說，“好在我們臨床上已經(jīng)有奧司他韋、巴洛沙韋等抗流感病毒特效藥物，只要做到早期檢測和及時抗病毒治療就能有效應(yīng)對。”
“用年輕力量的合作帶動中國科學(xué)的整體躍升”
“我們這個工作不僅是年輕人挑大梁，而且是多家單位年輕人合作的成果。我們不光是鼓勵年輕人，也希望各個單位的研究能力一起提升，從而帶動中國科學(xué)研究的整體躍升。”論文通訊作者高福對《中國科學(xué)報》說。
實(shí)戰(zhàn)練兵，合作共贏，這是高福一貫的主張。發(fā)現(xiàn)奶牛間會傳播H5N1病毒后，他迅速與北京同仁醫(yī)院王寧利院長達(dá)成合作，并聯(lián)合北京生命科技研究院、北京同仁醫(yī)院、北京地壇醫(yī)院、河北大學(xué)等單位共同開展研究，試圖打磨出一批年輕人才。
宋豪就是高福培養(yǎng)的學(xué)生之一。2009年H1N1大流行時，正在讀碩士學(xué)位的他在一次于北京舉行的國際感染病會議上聆聽了高福激情洋溢的報告，放棄了原有的碩博連讀機(jī)會，考到了微生物所。從2011年讀博開始，他在與禽流感病毒、寨卡病毒、基孔肯雅病毒等各種病毒一次次交手的過程中完成了蛻變。
2016年，宋豪畢業(yè)后繼續(xù)在中國科學(xué)院北京生命科學(xué)研究院開展科研工作，并于2024年調(diào)到北京地壇醫(yī)院成立課題組開展獨(dú)立研究，昔日的導(dǎo)師成了他的合作者。他始終能感受到高福身上那種對科學(xué)的熱情，還有對學(xué)生培養(yǎng)、科研合作的重視。
“我們的團(tuán)隊(duì)由不同學(xué)科背景的科研人員和臨床醫(yī)生組成，大家都有各自的工作重心和時間安排，尤其是醫(yī)生白天很忙，很辛苦。為了更好地推進(jìn)項(xiàng)目，我們會靈活安排討論時間，經(jīng)常利用晚上或周末開會。高老師對研究進(jìn)度把控十分嚴(yán)格，遇到關(guān)鍵問題時，會帶領(lǐng)我們深入分析、討論到深夜。”宋豪說。
“這樣的工作模式雖然辛苦，但效率很高。我們每個人都在自己的領(lǐng)域各盡所能，互相支持。在合作機(jī)制方面，我們分工清晰，高效協(xié)作，專業(yè)互補(bǔ)。”他說。
浩天驕也是高福的博士生，她說，在團(tuán)隊(duì)合作中，高福注重的核心是科學(xué)問題本身，而非團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部利益或個人的得失。“他常常告誡我們一定要找世界上最優(yōu)秀的人去合作。在合作過程中，他總能放下身段，在必要時做出讓步，寧愿犧牲自己團(tuán)隊(duì)的一些利益，優(yōu)先考慮其他團(tuán)隊(duì)的需要，確保合作順利進(jìn)行。”她說，“他還經(jīng)常提醒我們，合作又競爭，科研才能進(jìn)步。”
種類繁多、不斷變異的病毒是人類健康永遠(yuǎn)的威脅。展望未來，研究團(tuán)隊(duì)希望，通過進(jìn)一步開展基礎(chǔ)與臨床合作，尋找潛在的防控、治療新靶點(diǎn)，為疫情防控提供更多可行的策略。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.019
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