Nature：誰是進化的勝者

　　哥倫比亞大學和科隆大學的研究人員創建了一個可以成功預測流感病毒演化的新模型。這一模型不僅能幫助人們進一步了解流感，還提供了篩選流感疫苗的新途徑。這項研究于二月二十六日發表在Nature雜志上。

　　流感是人類中的一種主要流行性疾病。甲型流感病毒的季節性菌株每年都會導致幾十萬人死亡。WHO及其合作中心對季節性流感病毒H3N2的演化進行了長達六十年的嚴密監控。在這些數據的基礎上，人們每年兩次選出流感病毒菌株進行疫苗生產。由于流感病毒是一種快速演化的病原體，選擇最理想的疫苗是一個重要的全球性健康問題。

　　近些年來，人們逐漸發現流感病毒的演化是一個復雜的過程。不同流感菌株彼此競爭，比拼著感染人類的能力。這啟發了哥倫比亞大學的Marta ?uksza和科隆大學的Michael L?ssig，他們希望能夠預測這場競賽得勝利者。“這是進化生物學的一大挑戰，因為自然界很少有系統能夠讓人們定量預測其演化情況，” ?uksza說。“傳統的進化思路是在重復過去發生的事，而我們需要預知未來。”最重要的是，科學家們要能夠在系統中區分隨機部分和可以被準確預測的部分。

　　?uksza和L?ssig采用了達爾文的“適者生存”原則。那么如何確定流感病毒的適應能力呢?首先，他們考慮到了病毒的變異，病毒為了逃避人類免疫應答需要保持高效的突變。這些適應性突變主要發生在抗原表位，即病毒表面蛋白血凝素的抗體結合區域。此外，他們也考慮到了保守性，也就是說這些突變不能影響病毒的基本功能，例如病毒蛋白的正確折疊等等。他們建立的這種模型能通過病毒的基因組數據，預測可能在競爭中取勝的病毒菌株。

　　研究人員指出，將上述適應性模型應用于某一年的流感病毒數據，就可以根據每種菌株的適應性和出現頻率，預測其后代在下一年的出現頻率。

　　雖然這項研究針對的是流感，不過它也向人們展示了進化與傳染性疾病流行之間的關聯。從更廣泛的層面上說，這項研究觸及了一個生物學領域的基礎問題，即生物進化是否可以被預測。“很明顯，這一問題并沒有一個廣泛適用的答案，”?uksza說。“但我們的分析顯示，在某些情況下可以進行一定程度上的成功預測。”下一步，研究人員將利用全球的流感數據進行更深入廣泛的研究，以確定他們的預測法是否能夠改善疫苗的開發。