美国科学家复活“西班牙流感”病毒!
1918年的“西班牙流感”是一个全球性的灾难,它使2000万到5000万人丧生。造成这场灾难的罪魁祸首,是臭名昭著的A类H1N1型的“西班牙流感”病毒。
由于传染病专家们一直警告灾难性的大流感即将爆发,加上近年在亚洲和北美出现的禽流感病毒已感染人类,从事流感病毒研究的专家们希望深入了解“西班牙流感”病毒的生物学特性,以便为流感药物和疫苗的研究提供关键信息。如今,研究人员利用基因技术对“西班牙流感”病毒进行了破译,揭示其危害性巨大的秘密所在,并在实验室内成功地将其“复活”。
据《纽约时报》2005年10月6日报道,美国疾病控制和预防中心(CDC)主任朱莉·格贝尔丁(Julie Gerberding)于10月5日对外宣称:美国疾病控制和预防中心的科研人员在今年8月成功让“西班牙流感”病毒“复活”,并发现西班牙流感病毒同易于传染给人类的禽流感病毒非常相似。研究者认为,禽流感在人类大范围爆发只是一个时间问题,这会导致千百万人的死亡。相关研究成果已经发表在10月7日出版的美国《科学》杂志上。
“西班牙流感”病毒是如何复活的?
复活“西班牙流感”病毒并不是一件简单的事。追根溯源,说来话长。
1950年,美国组织考察队赶赴阿拉斯加挖掘死于1918年“西班牙流感”的病人的尸体,期望得到可供研究的流感病毒。很遗憾,那些埋葬在永久冻土带的尸体因为解冻腐烂而失去了研究价值。
直到1997年,美国军事病理研究所的病理学家杰弗里·陶本伯格(Jeffery Taubenberger)领导的一个研究小组才第一次找到“西班牙流感”病毒的RNA片断。陶本伯格所在的研究所保留了将近一个世纪以来病人的组织样本,包括一些浸泡在福尔马林中的“西班牙流感”病人的肺组织。在28份当年的样本中,只有一位21岁士兵的肺部样本完全符合当时“西班牙流感”的状况。正是在这份标本中,陶本伯格用聚合酶链式反应(PCR)技术,找到了9段当年流感病毒的RNA“碎片”。这9段RNA片断分属5个不同的基因,通过比较,陶本伯格发现,“西班牙流感”病毒与猪流感病毒有相似之处,是H1N1型的。
2001年,澳大利亚科学家马可·吉布斯(Mark Gibbs)在陶本伯格的基础上有了进一步的发现。吉布斯把“西班牙流感”病毒中负责制造血凝素的基因与30种类似的猪流感、禽流感、人类流感病毒中的相同基因进行对比,结果发现了一个很有趣的现象:在这个基因的前部和后部是人类流感病毒的编码,而在基因的中段则是猪流感病毒的编码。吉布斯认为,造成1918年全球流感大流行的原因,就是猪流感病毒的一段编码“跳”到了人类流感病毒的RNA中。
美国疾病控制和预防中心的病毒专家托伦斯·坦培(Terrence Tumpey)等人为了确定抗病毒药物或疫苗应该针对流感病毒的哪个部分,将注意力集中在“西班牙流感”病毒的功能基因上。
坦培等人将“西班牙流感”病毒的8个功能基因以及从H1N1型人类流感病毒中“借”来的非功能基因注入细菌中,让它们组合成完整的病毒基因组,再将病毒基因组注入人或动物的细胞内,让其生成病毒蛋白质,这样制成了功能完整的活病毒。坦培等人测序了活病毒的8个基因,其中最后的3个发表在2005年10月6日出版的英国《自然》杂志上。
“西班牙流感”病毒为什么如此凶恶?
为了研究“西班牙流感”病毒的致病性,坦培等人将其与一些禽流感病毒和人类流感病毒进行比较。他们发现,这个活病毒的毒性很强,能在3到5天内使受感染的小鼠死亡,而且能感染鸡胚胎细胞,这是禽流感病毒才具备的特性。与亚洲出现的H5N1型禽流感病毒相比,“西班牙流感”病毒具有更高的传染性。坦培等人认为,有两个原因导致“西班牙流感”病毒的致病性高于其他病毒:一是“西班牙流感”病毒的编码血凝素表面蛋白的基因与众不同,使病毒能对人的肺细胞造成严重感染;二是“西班牙流感”病毒有3个编码聚合酶的基因比较特殊,使其复制能力超出其他流感病毒。
2005年10月6日,陶本伯格领导的研究小组在《自然》杂志上发表研究报告说:1918年的“西班牙流感”病毒很可能就是一种禽流感病毒,两者之间的差别仅仅是少数氨基酸不一样。目前已经清楚,“西班牙流感”病毒与禽流感病毒同属A型流感病毒,不同的是“西班牙流感”属于H1亚型,而禽流感病毒则属于H5亚型。
这一发现无疑增加了人们对H5N1型禽流感的担忧。自2003年以来,H5N1型禽流感病毒已在亚洲造成近百人死亡,数亿只家禽被宰杀,在候鸟中也发现了禽流感病例。尽管H5N1型禽流感并不容易从家禽传染给人或在人际间交叉感染,但是科学家最担心这种病毒变异后在人际间传播,届时将造成灾难性后果。因此,未雨绸缪意义重大。
复活“西班牙流感”病毒引发争议
复活“西班牙流感”病毒的成果令科学家感到兴奋,对它的深入研究将有助于防治未来由禽流感病毒导致的人类流感疫情。科学家们希望能够借这次研究弄清楚流感病毒近100年来的变异情况,从而为征服禽流感提供宝贵资料。
不过,复活“西班牙流感”病毒研究也引发争议。生态学家认为,实验室里制造超级病毒违背自然规律,有可能打破自然界的生态平衡,引发生态灾难。有科学家担心,人工培养的病毒可能更致命,万一泄漏出去或被恐怖分子利用,后果不堪设想。
[北京科技报]