今年，美國已有數十人從動物身上感染禽流感，但沒有證據顯示病毒性疾病已從一個人傳播到另一個人。然而，一項新的研究發現，病毒的單一突變可能導致人際傳播。
這種基因變化將使病毒與人類呼吸道細胞更好地「匹配」。它將使病毒表面的蛋白質能夠與人體細胞上的受體緊密結合。這將使病毒更容易感染這些細胞，並更有可能引發。
「為了獲得足夠的感染，病毒需要非常有效地附著在呼吸道細胞上，」說吉姆·保爾森是加州拉霍亞斯克里普斯研究所的生物化學家，也是這項研究的共同高級作者。 “事實上，人們相信，在病毒獲得人類受體特異性之前，[人與人之間]的傳播不會發生。”
目前，流行的禽流感病毒（稱為 H5N1）與鳥類受體更匹配。這項新研究於週四（12 月 5 日）發表在該雜誌上科學，本質上探討了病毒如何將其偏好轉變為人類。
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大流行可能性
截至 12 月 4 日，疾病預防控制中心已確診58例H5N1感染該病毒也在美國的野生鳥類、家禽和牛隻中傳播。大多數已確診的人類感染（約 60%）與接觸受感染的牛有關，而 36% 與鳥類有關。剩下的兩種感染來源不明，但也被懷疑起源於動物。
到目前為止，美國的人類感染病例較為輕微，會引發眼睛發紅或，至多。然而，加拿大一名被感染的青少年，歷史上，H5N1 感染數百例死亡。因此，人們擔心在美國傳播的病毒株可能會變得更加致命、更具傳播性，或者兩者兼而有之。
但如果 H5N1 病毒與人類不匹配，那麼它現在是如何感染人類的呢？保爾森告訴《生活科學》雜誌：“當病毒來自受感染的動物，如鳥類或牛時，病毒濃度非常高。”因此，即使病毒不是完美匹配，進入人體的病毒顆粒數量之多仍然會導致感染，他說。
然而，要跳到另一個人身上，病毒就需要有更好的配對。這是因為，當呼吸道病毒在人與人之間傳播時，它通常會透過感染者口腔中排出的微小飛沫傳播。這些飛沫攜帶的病毒濃度相對較低。
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為了探討 H5N1 如何成為良好的配對對象，研究人員研究了感染 H5N1 病毒的遺傳密碼。。他們將注意力集中在血凝素（HA）的編碼上，這是病毒感染細胞所需的一種蛋白質。
「我們正在研究的是一種來自病毒的蛋白質，但它是分離的，」共同高級作者說伊恩威爾遜，斯克里普斯的結構生物學家。他澄清說，該團隊並未在實驗室中研究整個病毒。
當研究人員觀察分離的 HA 蛋白與鳥類受體的插入情況與人類受體相比的情況時，他們發現現有版本具有「強烈的鳥類特異性」。然後，他們引入了突變，引發了直接與受體相互作用的 HA 部分的變化。
他們發現，一種名為 Gln226Leu 取代的單一突變可以「完全改變」病毒的偏好，使其更適合人類而不是鳥類。這種突變病毒與人類細胞的結合仍然不如與鳥類細胞的結合那麼好，但在不同的測試中，其偏好的轉變「仍然清晰且明顯」。不過，加入第二個突變——Asn224Lys——確實加強了病毒的控制。
Gln226Leu突變在先前的H5N1研究中已被標記，這也暗示它可以增強病毒感染人類的能力。然而，研究人員在報告中指出，先前大多數的研究發現，HA 需要多次突變才能完全改變其偏好。在這種情況下，似乎只需一個突變就足夠了。
作者指出，人類受體的轉變是動物病毒可能引發人類大流行的一個主要因素。因此，研究表明，科學家在繼續追蹤 H5N1 的傳播時應該留意 Gln226Leu 突變。
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目前，「我們在本文中報告的特定突變尚未在資料庫中報告，」威爾遜說。保爾森說，至少根據科學家在社群媒體上的非正式討論，最近加拿大的病例可能存在 HA 蛋白的一些顯著突變。不過，就目前而言，「談論這個特殊案例還為時過早，」他補充道。
最終，更多的人類 H5N1 感染將使 Gln226Leu 突變更有可能出現。威爾遜告訴《生活科學》雜誌：“感染的人越多，選擇這種突變的可能性就越大。” “當感染者很少時，發生突變的可能性就較小。”
該研究並未考慮所有可能導致 H5N1 流感大流行的因素。第二種病毒蛋白，稱為神經氨酸酶，也發揮重要作用，病毒融合並進入細胞所需的 pH 值也發揮重要作用。隨著北半球流感季節的加劇，H5N1 病毒有可能感染已經感染季節性流感的人。從那裡開始，這兩種病毒可以交換基因，從而為 H5N1 病毒打開了大門。。
「來自以前人類病毒的基因——它們已經適應了人類，」保爾森說。 “因此，血凝素的突變成為病毒成功的關鍵因素。”
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