
2013年春,在中国东南部暴发的H7N9禽流感疫情让关注大流感爆发的医学界同仁、媒体以及公众都屏住了呼吸。尤其由于人感染H7N9后病死率极高(超过20%),让所有人都深感忧虑。电子科技大学·四川省人民医院创伤代谢组多学科实验室江华课题组基于分子进化生物学基本原理,首次建立一种计算策略,从分子进化生物学角度测算H7N9病毒通过基因突变获得人际传播能力需要11年,短期不会出现人际传播暴发。该研究于2014年3月26日发表在《公共科学图书馆杂志》(PLOS ONE)上。
目前已报道的H7N9感染个案,患者均存在直接禽类接触史,尚无人传人的确凿证据。且对H7N9病毒基因测序结果也表明,当前其基因序列与已研究清楚的经典人际传播禽流感病毒基因序列尚存很大差异。尽管如此,2013年冬天新一轮H7N9个案暴发依然让人提心吊胆,毕竟感染人数越多,病毒获得人际传播能力的可能性就越大。
截至目前,已报告约百人感染,数十人死亡。虽然病死率极高,但考虑我国是一个拥有14亿人口,且城市人口超过7亿的国家,多数城市居民非常喜欢在菜市场购买活禽,每天有难以计数的人禽接触,因此当前人感染H7N9病毒的几率仍是极低的。
江华课题组在对H7N9病毒株进行系统生物学研究时发现,H7N9禽流感病毒得以命名的两个关键基因早在其他禽类中突变为可感染人的状态。这两个基因分别编码了对病毒传染性具有重要意义的两种蛋白质,血凝素和神经氨酸酶。其中血凝素(H7)负责与动物的呼吸道上皮细胞结合,帮助病毒进入细胞。该编码基因于2010年在湖南潜鸭(一种野生水鸟)中就已突变,获得感染人类细胞的能力。神经氨酸酶(N9)可帮助病毒后代逃离宿主细胞,以便感染新的宿主细胞,其于2000年在南昌家鸭体内就已成功突变。这些都提示,现在流行的H7N9也许并非一种新病毒。
江华课题组发现,H7N9病毒的基因序列相对保守,在几个月里,仅2~3个碱基发生了突变。基于此,课题组将H7N9病毒基因与2005年在昆明发现的一株可人际传播的H2N3病毒基因进行对比筛选,在此基础上建立了一个分子进化模型,并利用已有数据对H7N9病毒的突变速度进行了估计。结果发现,现有的H7N9病毒若仅通过基因突变来获得人际传播能力,则其平均需约11年时间。
此外,需要有这样一个概念,病毒基因突变本身没有方向性,某些病毒株通过突变获得人际传播能力的同时,其传播能力和致病能力也在不断发生改变。因此,很难预测病毒在获得人际传播能力后的致病性,也许会造成类似1918年那样的全球流感暴发,死亡数千万人;也许只是一次类似2006年1月出现在美国的H3N2禽流感疫情,传播速度快,感染人数多,但是死亡人数相对较少。