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千面病毒:我們爲什麼無法打敗流感?

http://finance.sina.com   2020年10月26日 20:02   北京新浪網

  來源:十點科學

流感病毒 來源:圖蟲創意流感病毒 來源:圖蟲創意

  作者:玉溪 日本名古屋大學

  經過近一年的疫情洗禮,我們對“病毒”二字早已耳熟能詳。但我們真的瞭解病毒嗎?尤其是和我們長期共存的“老朋友”們,比如流感病毒。

  流感的特殊之處,在於其善變性。而這不是流感的專利。事實上,所有病毒都有可能變異,包括眼前的新冠病毒。

  這種變異性不僅關係到疫苗的開發、特效藥的效用期,也直接關係到病毒對人的實際威力,包括死亡率、後遺症等。

  對它的瞭解,或許可以幫助我們更好地看待當前的新冠疫情,以及預計可能的危機。

  流感中的一戰:德國是輸掉戰爭還是輸給病毒?

  1917年復活節,德國祕密情報部門正在操辦一件影響人類歷史的大事。他們知道,如果事成,德意志和沙俄帝國在東線持續四年的廝殺將有望結束。很快,如他們所願,列寧上臺後俄國立刻退出了戰爭。

  一夜之間,德軍百萬東線部隊轉向與英法的對決,並依仗兵力優勢佔到先機。但萬萬沒想到,一波流感疫情橫掃前線,到1918年5月,已有超過100萬德軍染病,每天都增加幾萬人。

  法國藉機發動反擊,德軍在流感和英法美的聯合攻擊下不得已輸掉了戰爭。

  德國參謀在給德皇的報告裏說,德國因爲這場突如其來的流感失掉了戰爭,但實際上,英美雙方也飽受流感的困擾,甚至英國國王喬治五世也染上了流感臥牀不起。但因當時整個歐洲打成一團,大家都進行新聞管制,各國都以爲只有自己的士兵患了病。

  而此時的西班牙由於持中立態度,因此對國內管控較鬆,人員流動性很大。這直接導致西班牙全國三分之一的人口(約800萬人)感染了流感,此次流感也因此有了一個非常具有地域特徵性的名字:西班牙流感

  大規模流感加速了一戰的結束。然而,一戰結束後,西班牙流感的“表演”才剛剛開始。

  這次疫情前後共流行了三波,從美國到歐洲,從美索不達米亞到中國黑龍江,甚至躲在北極圈的愛斯基摩人都飽受摧殘。最終,全世界1/5的人染病,死亡人數至今也沒有非常確切的數字,綜合各種資料的數字顯示死亡人數在5000萬到1億之間。

  忽然消失的疫情與背後的驚悚事實

  一年多之後的1919年春天,神奇的事情發生了。人們還沒來得及搞清楚這場疫情的爆發和流行是怎麼回事,病毒突然在全世界消失了!就像一個冷酷的殺手,無聲無息的來,收割了幾千萬人命之後悄然離去。

  如果這就劇終了,那也就罷了,只能說大自然這個編劇太粗暴了。

  但顯然故事不會就這麼簡單。很快,科學家有了一個讓人渾身冒冷汗的發現——人的病好了,豬得病了。

  這一事實令人想到一個可怕推論——西班牙流感並沒有遠離人類,只是轉移到了其他宿主身上,隨時都有可能殺回來。

1918年至1919年西班牙流感肆虐全球。圖爲美國堪薩斯州一家美軍醫院,首批病例在這裏登記。來源:公有領域1918年至1919年西班牙流感肆虐全球。圖爲美國堪薩斯州一家美軍醫院,首批病例在這裏登記。來源:公有領域

  爲此,科學家對於流感的研究一直都沒敢鬆懈。

  起初,人們期待流感病毒能像曾經肆虐人類的天花病毒一樣,雖然威力強大,但構型穩定,在全世界都普及天花疫苗之後,它就無法再侵犯人類了。

  但在研究流感時,人們深深理解了什麼叫現實殘酷。相比天花病毒,流感病毒的基因變異速度極快,根據當前毒株開發的疫苗,根本應接不暇。

  後來人們發現,流感病毒的基因是天生就極不穩定的RNA(這也是新冠病毒的基因類型), 每一代病毒都不盡相同。面對如此狡猾的病毒,科學家們一時焦頭爛額,長期未獲得實質性突破。

  找到流感病毒的“身份證”

  但人類的意志是堅定的。儘管困難重重,研究者們最終還是發現了其中玄妙:其突破點不在於多變的基因,而在於流感病毒表面兩種“堅挺”的蛋白。

  這兩種蛋白,一種叫紅細胞血凝蛋白(H蛋白),一種叫神經氨基酸酶蛋白(N蛋白)。儘管病毒變來變去,但這兩種蛋白往往同時存在於絕大部分種類的流感病毒表面。因此它們也就成了識別流感病毒的身份證。目前我們看到的高致病性流感均以HxNy命名,比如H1N1、H5N1等,其中的H就是H蛋白,N就是N蛋白,編號表示不同的蛋白質構型。

  流感病毒禍害廣泛,除了人類,其他比如犬,馬,豬,鳥類,海豹、鯨等,陸海空一個都不放過;並且,它還可以在不同物種之間傳播。

  不同毒株有時也會根據其主要宿主來命名,比如說我們熟知的禽流感、豬流感、馬流感、犬流感,等等。

  目前鳥類被認爲是流感病毒的最主要宿主。雖然有報道稱禽流感病毒似乎可以在人際間傳播(人傳人),但經過調查發現,幾乎所有被感染的人都與禽類有過密切接觸。

  因此,目前科學界認爲,禽流感病毒不能在人羣中有效傳播。但基於流感病毒在傳播中的快速變異能力,我們也不得不時刻提防,在某一次變身後,它會獲得在人際間的傳播的能力。

  基於結構分型的流感 “戶口本”

  除了根據表面蛋白結構分類的HxNy,以及根據宿主動物分類的豬流感、禽流感等,我們肯定也聽過甲流。這又是什麼呢?

  簡單而言,這是基於病毒學學科分類的叫法,它依據的不是病毒表面蛋白而是核蛋白。不僅有甲型,還有乙型、丙型和丁型,共四種類型。

  這與依據表面蛋白進行病毒特徵識別的方式並不矛盾。但由於只有甲型流感病毒存在多變的表面蛋白,因此一般所說的HxNy型流感其實都是甲型流感。

  例如甲型流感中就有H1N1、H2N2、H3N2、H5N1、H7N7、H1N2、H9N2、H7N2、H7N3、H10N7、H7N9等諸多病毒構型。

各種甲型流感和它們的宿主們。各種甲型流感和它們的宿主們。

  乙型流感病毒表面也存在H和N蛋白,但多樣性遠不及甲型流感,因此一般不採用HxNy的方式進行分類,而直接稱爲某某毒株,例如97年山東毒株、2002年香港毒株之類。丙型、丁型流感病毒表面不存在H和N蛋白,不能採用HxNy的命名方式,且因其本身多樣性貧乏,可以認爲不存在亞型。

  所以我們可以簡單地認爲,表面蛋白結構分類是甲型流感病毒的“身份證”,一個病毒一個編號,而甲乙丙丁是病毒的“戶口本”,一個本子一個家族。

  這些不同分型喜好各不相同。

  其中,丙型和丁型流感病毒最爲少見,丙型通常只在孩童身上造成輕微症狀,而丁型主要感染家畜,且目前尚未發現其能夠感染人類的證據。

  而乙型流感病毒最青睞我們人類,但變異速度明顯低於甲型流感,且由於其多樣性較低,我們一般在孩童時期就會獲得對該類病毒的免疫力,所以乙流大規模流行的機率很低。

  對人類社會危害最大就是大名鼎鼎的甲流。野生水鳥是很多甲型流感病毒株的天然宿主,所以禽流感一般都是甲流。

  甲型流感病毒類型多樣,並有跨物種傳播的能力,可以導致包括高燒、流鼻水、喉嚨痛、肌肉痠痛、頭痛、咳嗽和疲倦感等各種症狀,可能的併發症包括病毒性肺炎、繼發細菌性肺炎、鼻竇感染以及造成其他疾病惡化(如氣喘或心臟衰竭)等。

  在傳播方式上,甲流通常由咳嗽、打噴嚏和說話產生的飛沫傳播,近距離接觸時尤其容易發生。因此,佩戴口罩、勤洗手以及保持社交距離等途徑都可以在很大程度上降低感染機率。

  一戰中的流感,就是甲流,蛋白構型爲H1N1。自那一次之後,雖然歷史上再沒有出現如此強勢的毒株,但人類社會也經過了幾次嚴重的大流感,數百萬人因此死亡。

已知的流感大流行。數據來自維基百科(實際上,自1580年首次有詳盡記載以來,流感大爆發呈現週期性特徵,每隔二三十年就會爆發一次)已知的流感大流行。數據來自維基百科(實際上,自1580年首次有詳盡記載以來,流感大爆發呈現週期性特徵,每隔二三十年就會爆發一次)

   和善變的流感做鬥爭

  爲了對抗流感,人類開發了一系列藥物和疫苗。但遺憾的是,目前還沒有針對流感的特效藥,而疫苗在多變的流感病毒面前,也無法提供足夠的防護。

  大部分的流感疫苗是多價疫苗,一般包括在人類社羣中最爲流行的幾種甲型流感亞型和乙型流感毒株。例如日本今年推廣的4價疫苗,就包含了甲型中的H1N1和H3N2,以及乙型中的山形株和維多利亞株。

  然而,由於流感病毒亞型(或毒株)和自然界宿主衆多,且其中的甲型流感又有很強的易突變特性,人類有時候也實在是防不勝防。

  比如,今年6月29日,中國農業大學和中國疾控中心發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上的一項研究就報道,在中國境內出現了一種豬攜帶的G4基因型的 H1N1 流感病毒(G4 EA H1N1)。這種由三個不同譜系病毒交換基因,進行“重組”後的病毒,可能導致人際傳播風險增加。

  但好在這種新型豬流感毒力很弱,不會比普通甲流造成更嚴重的後果,而且G4基因型病毒僅侵犯呼吸道上部,一般不會對肺部造成影響,危害性與新冠病毒等“毒霸”不可同日而語。

  並且流感也並不會像新冠病毒那樣突然出現,而是有其自身的規律性,目前我國的流感監測網絡也比較完備。

  儘管興不起什麼風浪,但新型豬流感病毒所表現出的種種特徵,恰將流感病毒系譜雜、宿主多、易突變的特點體現得淋漓盡致。

  在可想像的未來,人類或許還是找不到徹底征服流感的辦法,但我們可以通過對敵人的瞭解,來減少我們受到的損失和傷害。比如,養成良好的個人衛生習慣,流感季節做好個人防護,勤消毒,高危人羣積極接種當季流感疫苗等。

  而流感病毒的狡猾,也引發一些人對於新冠病毒的擔心。新冠病毒是否會重走它的路徑?曾經的“西班牙流感”,就彷彿今日種種的預演。過去一百多年裏,流感也一直對我們“不離不棄”,新的變種時時撥動衆人神經。

  不過,就目前而言,雖然新冠病毒具有不少類似流感的特徵,比如相似的呼吸道症狀、高流行性以及廣泛的自然界宿主等。但好在目前爲止,新冠病毒並沒有發展出類似流感病毒一樣的極高變異性。

  隨着疫苗的開發和大規模使用,相信人類最終能夠贏得這場戰役。

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