肝炎病毒“聲東擊西”來逃生

　　在軍事中，兩軍交戰時，雙方會使用各種戰術，以保持領先地位。其中的一種招數是聲東擊西。最近在《PNAS》發表的一項研究中，喬治亞理工學院、疾病控制和預防中心（CDC）的研究人員表明，丙型肝炎病毒（HCV）也可以采用類似的戰略，來分散身體的天然防御。丙型肝炎病毒在感染患者之后，會演變出許多病毒變種，其中有一組病毒變種是“利他的”，能犧牲自我來保護其他病毒變種免受人體免疫系統的攻擊。

　　丙型肝炎病毒可緩慢發展多年，通常無癥狀，但可引起嚴重的肝損傷和癌癥。目前還沒有針對該疾病的疫苗。因此，這項研究可能有助于指導未來的病毒疫苗和療法的開發，這估計會對全球1.7億人產生影響。

　　喬治亞理工學院數學學院教授Leonid Bunimovich指出，丙型肝炎病毒種群中的病毒成員，其行為并不像獨立個體，不同的病毒變種會共同合作，差不多就像一個團隊。它們有明確分開的職責，這其中就包括‘利他的’變種，它們會為了整個病毒種群的利益而犧牲自己。這些病毒變種可能會引起免疫系統攻擊它們自己。

　　病毒在每個人體內的演化是不同的，隨著時間推移會產生不同的遺傳相關變種。最終，病毒變種和抗體會形成一種復雜的網絡，在這個網絡中，一個病毒變種的抗體會對另一個變種做出反應，這種現象稱為交叉免疫反應性。

　　科學家們通過開發的數學模型獲得了這些結果，他們首先開發了一種模型，能夠模擬病毒變種和免疫系統的抗體之間如何相互作用。然后他們用這種模型來分析和解釋來自一組丙型肝炎患者的數據，其中一些人已經持續感染了20年。

　　但是，缺乏大腦、甚至神經細胞的病毒，如何會產生人類往往很難實現的團隊合作精神呢？Bunimovich解釋說，病毒變種并不直接互相溝通，但在這個病毒抗體系統中，它們通過抗體相互作用。當一個抗體產生細胞對一個變種做出反應，然后響應另一個變種，這種相互會影響這兩種變體。當病毒變種與網絡中的相同抗體相互作用時，會發生一種間接的相互作用。”

　　與HIV不同，丙型肝炎病毒不能抑制機體的免疫系統。許多科學家認為，病毒感染的演化就像一場“軍備競賽”，病毒一直發生變異，以保持比身體免疫系統領先一步。研究團隊采用新一代基因測序數據，對病毒種群進行了詳細的分析。科學家們研究了病毒種群的遺傳組成，甚至觀察了同一人所采集血液樣本隨時間發生的演化。

　　結果發現，病毒變種的數量上升和下降，有一些少量剩余，其他一些在貌似被免疫系統清除之后出現。在持續感染發展的后期階段，盡管免疫系統保持強勁，新病毒變種的演化幾乎停止。研究人員認為，“軍備競賽”理論無法解釋這些觀察結果。

　　研究人員通過他們的模型跟蹤病毒變種和抗體，發現某些變種正驅使免疫系統響應自己以保護其他變種。他們將這個新發現的現象稱為“抗原合作”。抗體只抑制“利他”的變種，從而留下該網絡的其他病毒成員安然無恙。

　　本文第一作者Skums說，“利他的”病毒變種允許抗體來攻擊它們，從而犧牲自己，這樣其他的變種就可以生存。“利他的”變種會欺騙免疫系統，致使免疫系統無效地響應其他的變種。本質上，幸存的變種把“利他（犧牲）的”變體，當作一把傘，來保護自己。

　　研究人員對這種復雜的行為感到驚訝，即使病毒這樣簡單的生物，也可以組織成一個網絡，跟在facebook中創造的社交網絡沒有什么不同。它們可以執行這種復雜的行為，通過團隊的努力對抗免疫系統。

　　如果通過其他研究的支持，這些結果可能會改變丙型肝炎疫苗的研發戰略。疫苗和治療將必須考慮病毒如何演化為不同的個體。研究人員還希望監測其他病毒的活動，以探討這復雜的相互作用，是否也可能存在于其他病毒性網絡中。