禽流感,尤其是高度致病性H5N1病毒,自最初发现以来一直是全球公共卫生领域的重点监测对象。随着病毒不断进化和扩散,它不仅在鸟类中造成大规模疫情,还偶尔突破物种屏障感染哺乳动物,甚至出现有限的人间传播。近期,由韩国科学家完成的一项关键研究展示了禽流感病毒经过单次感染即产生一种关键基因突变,使病毒在哺乳动物中致死率达到100%。这一发现引发了全球对于该病毒潜在疫情威胁的极大关注和深刻反思。研究聚焦于H5N1亚型的高度致病禽流感病毒,特别是流行于亚洲和世界其他地区的2.3.4.4b亚群。该病毒起源于中国广东省,已经在多个国家的野生和家禽鸟类中广泛传播。
虽然禽流感主要影响鸟类,但近年来越来越多案例显示病毒感染包括浣熊、海狮、貂和人类在内的哺乳动物,表现出一定的适应性和传播潜力。韩国团队从野生鸟类中分离的病毒株显示,在PB2蛋白的关键位置627存在一种称为E627K的氨基酸替换突变。PB2蛋白是病毒聚合酶的关键组成部分,对病毒在哺乳动物宿主中的复制效率和适应能力起着决定性作用。E627K突变将谷氨酸(E)替换为赖氨酸(K),显著增强病毒在哺乳动物细胞中的聚合酶活性,从而提高病毒的复制速度和致病性。通过使用BALB/c小鼠模型,科学家们评估了该病毒在哺乳动物体内的传播和致病性能。实验包括两组不同接触比例的小鼠,以观察病毒的传播效率和病理影响。
在高接触组中,所有被感染和直接接触的小鼠均死亡,病毒迅速传播。病毒样本经过深度测序显示,尽管原始病毒库中仅有4%的病毒携带E627K突变,但在感染动物体内,这一突变迅速成为优势,达到了接近100%的比例。令人担忧的是,携带该突变的病毒不仅在肺部高效复制,还能侵入大脑,导致神经症状如癫痫、运动失调和迟缓,显示出明显的神经侵袭性。该研究还指出,尽管存在其他潜在的适应性突变,但在早期哺乳动物适应阶段,PB2-E627K突变起到了核心且不可替代的作用。病毒通过这一单一突变就提升了对哺乳动物宿主的适应性和致死性,突显该变异的生物学重要性。禽流感病毒跨物种传播的风险在近年来逐渐上升,尤其是2.3.4.4b亚群病毒在欧美、亚洲和非洲多个国家爆发,使得野禽和家禽成为病毒传播的宿主和“中转站”。
病毒获得类似E627K这样的关键突变后,更易在哺乳动物间传播,甚至引发群体性传播事件。此前美国、新英格兰的海豹群体、欧洲的貂农场及秘鲁的海狮也报告了病毒的哺乳动物间传播。虽然这些案例绝大多数为终末传播,没有造成持久流行,但它们均警示病毒适应和传播能力正在加强。此次韩国研究强调了应用高通量深度测序技术监测病毒样本中低频突变的重要性。通过早期发现和追踪类似E627K的适应性突变,能够更科学地评估病毒进化方向和跨种传播风险。此外,研究结果呼吁加强对病毒神经侵袭性的关注。
病毒对中枢神经系统的感染不仅增加了致死率,也可能加大临床救治难度。病毒与宿主细胞核进口机制以及与宿主蛋白(如ANP32A和DDX17)的相互作用被认为是E627K突变增强病毒复制力的潜在分子机制,而这些领域有待深入研究,以期为防控策略提供分子靶点。尽管实验小鼠模型对于病毒适应性和致病机理的研究至关重要,但其也存在局限性。实验规模和时间点的限制可能影响变异发展动态的细节揭示。因此将来需要更大规模且持续的动物模型和野外监测结合,为人类和动物卫生系统提供更全面的风险评估依据。该发现提醒全球公共卫生界不可忽视禽流感病毒持续进化带来的潜在威胁,尤其是在当前全球疫情频发、气候变化和生态环境变迁加剧病毒变异和传播机率的背景下。
提高流感病毒监测能力,加强家禽及野生动物监控,限制病毒在人畜界的循环传播,是防止未来大规模疫情爆发的关键所在。研究团队对PB2-E627K突变给予高度关注,建议相关机构将其纳入流感病毒风险评估指标,及时调整疫苗设计和预防措施。同时全球科研合作、数据共享和病毒基因组信息透明化是应对流感病毒跨物种传播挑战的必要前提。总体来看,韩国科学家关于禽流感病毒PB2-E627K突变在哺乳动物中快速致死性提升的研究,为全球流感防控提供了重要的科学依据和警示。未来需加快研发针对该类高度致病性病毒变异株的监测、诊断和干预工具,强化跨学科综合应对能力。只有持续关注和深入理解病毒变异驱动的适应性进化,才能有效遏制病毒潜在的大规模传播风险,保障公共卫生安全和生态平衡。
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