中外科學家Nature解析：禽流感病毒如何能感染人

　　來自英國醫學研究委員會國家醫學研究所(NIMR)、中國農業大學等機構的研究人員，在新研究中揭示了流感病毒結構改變介導病毒在人類傳播的機制。這一研究發現在線發表在4月24日的《自然》(Nature)雜志上。

　　流感病毒傳播的難易程度很大程度上取決于它們如何結合宿主細胞表面受體。從鳥類和動物種類傳播至人類，以及人與人之間的傳播都是這樣。因此，有必要了解流感病毒的物種特異性，這也是流感研究人員的長期目標。

　　從生物學上講，流感的天然儲存庫是野禽，它們的細胞攜帶著一種受體分子，其與人類呼吸道中發現的另一種受體分子相關，只是化學性質略有不同。從鳥類轉換至感染人類，病毒需要改變它的結合蛋白，使它更傾向結合人類受體。病毒表面蛋白血凝素(haemagglutinin，HA)介導與宿主細胞互作，它的個別結合位點以低親和力與單個的受體配體結合。然而，多個HA/配體互作則可導致非常高的親和力，使得病毒能夠結合攜帶首選配體的細胞。

　　在這篇文章中，研究人員對于來自一種突變H5N1病毒亞型的血凝素(HA)的受體結合特性進行了定量生物物理學測量。該突變亞型獲得了在感染雪貂和未感染雪貂之間傳播的能力。結果表明其對于人類受體的親和力略有增高，而對于禽鳥受體的親和力顯著下降。分析病毒和HA結合數據，他們推導出了一種算法，預測了單個HA-受體相互作用親和力所導致的病毒親和力。揭示出相比禽鳥受體，傳播突變病毒與人受體結合的傾向要高200倍。

　　傳播突變HA與受體類似物的晶體結構表明，這一突變病毒相比野生型H5N1病毒，能夠像其他已知導致人類大流行的病毒一樣結合人類受體。其結合模式顯著不同于非傳染性野生型H5N1病毒結合人類受體的模式。

　　此外，復合體結構還揭示，從禽類轉變為傾向結合人類受體，是因為突變病毒HA發生了Gln226Leu置換，導致它更容易結合人類受體，而與禽類受體結合受到限制。這兩個特征有可能導致這一突變病毒獲得了傳播能力。

　　英國醫學研究委員會國家醫學研究所的Steve Gamblin說，我們的數據顯示了如何簡易地通過單個互作結合強度來預測病毒親和力。其重要意義之一在于，無需生成或研究傳染性的材料，就可以確定病毒親和力。利用這一方法，我們揭示了實驗室工程操作可在雪貂間傳播的流感病毒是如何獲得感染人類細胞的能力的。