Science：出生年份可預測你能否免於流感爆發

根據亞利桑那大學（UA）和加州大學洛杉磯分校的一項合作研究表明，在一定程度上，你的出生年份可預測你在動物來源流感病毒爆發時患重病或死亡的可能性有多大。

到現在為止，人們都認為，以前暴露於流感病毒，會對新的流感病毒產生很少或者不產生免疫保護，這些新的流感病毒可能從動物傳播到人類。這一結果將於11月11日發表在《Science》雜誌上，並可能為旨在遏制重大流感爆發風險的公共衛生措施，提供重要的線索。

本文共同資深作者、UA生態學和進化生物學系主任Michael Worobey指出：「即使是相對比較弱，輕度的流感大流行事件——像2009 年的H1N1（豬流感）爆發，仍然會造成萬億美元的損失。像1918年流感大流行這樣的一次重大流行病，有可能殺死大量的人，並給世界經濟帶來打擊。」

該研究小組研究了兩種禽流感病毒，H5N1和H7N9，它們已經在人類中造成嚴重疾病或死亡。這兩個病毒株受到了全球性的關注，因為它們可能在一些點獲得突變上，使它們不僅能夠很容易地從禽類進入人類，而且也能迅速在人類寄主之間進行傳播。

研究人員對來自「這兩種菌株所致流感引發的嚴重疾病或死亡」的數據進行分析後，他們發現，無論人接觸哪一種人類流感病毒，他/她在兒時接觸的第一種流感病毒，決定了他們在未來的感染中將能抵抗哪種新型禽源流感病毒。這種「免疫印記（immunological imprinting）」的效果似乎完全依賴於生命中第一次接觸到的流感病毒——並且是難以逆轉的。

當一個人首次暴露於流感病毒的時候，免疫系統就會產生靶定血球凝集素的抗體，這個受體蛋白的形狀就像從病毒表面突出的一根棒棒糖。就像有不同顏色和口味的棒棒糖一樣，流感病毒構成血球凝集素的部分也是各不相同的。但是18種已知的甲型流感病毒血球凝集素亞型當中的每一個，都分成兩個主要的「口味」組。

Worobey說：「在這個例子中，比如說你兒時第一次接觸到的是人類『橙色棒棒糖』流感病毒。如果在以後的生活中，你遇到了另一種流感病毒的亞型，一種來自於禽類，一種是你的免疫系統從未見過的，但其蛋白質也有類似的「橙色」味道，那麼因為有了交叉保護，你的死亡幾率是相當低的。但是，如果你兒時第一次感染的是『藍色棒棒糖』組的病毒，那麼就不會對這種新的『橙色』病毒株產生抵抗力。」

這些結果對於長期困擾流行病學家的一種模式做出了功能性的解釋：為什麼在感染新型流感病毒株時某些年齡組比其他人，更容易遭受嚴重甚至致命的併發症？

Worobey說：「科學家們提出了各種各樣的可能性，我和加州大學洛杉磯分校的同事們，提供一個有力的結果顯示，無論其他什麼次要因素在起作用，有一個很重要的因素，那就是，當談到這些新出現的流感病毒會對我們有何影響時，我們並不是完全空白的狀態。即使我們從來沒有接觸過H5或H7型病毒，我們也會對其中的一種產生防禦。」

所有18種亞型流感病毒血凝素在非人類寄主中傳播，主要是鳥類。但在上個世紀只有三種——H1、H2和H3已在人類中傳播。到目前為止，一直沒有辦法預測18種亞型中哪一種可能通過成功地從動物中跳躍而出，導致下一次流感大流行，以及如果發生這種情況哪些年齡組將是最有風險的。這項新的研究表明，免疫交叉保護似乎存在於流感進化樹的每一個主要分支，從而對這兩個方面提供了新的見解。一個分支包括人類H1和H2病毒以及禽流感H5病毒，而其他分支包括人類H3和禽流感H7病毒。

在棒棒糖的比喻中，出生於上世紀60年代末的人，兒時暴露於「藍色棒棒糖」流感（H1或H2）。研究人員發現，這些老年群體很少死於H5N1型禽流感病毒——這些病毒都有一個「藍色」血球凝集素，他們卻常常死於 「橙色」的H7N9。上世紀60年代末以後出生並在兒時接觸橙色「棒棒糖」病毒（H3）的人，表現出鏡像模式：他們不受H7N9感染，但接觸H5病毒時——與他們兒時接觸的病毒不一樣，卻遭受嚴重的疾病和死亡。

在前期工作的基礎上，Worobey認為，一個類似的過程可以解釋由1918流感大流行造成的非正常死亡模式，這次大流行中更致命的是年輕的成年人。

他說：「當我完成了這項工作，並著眼於年齡模式時，我注意到了一些有趣的東西。這些年輕的成年人是由H1病毒殺死的，在幾十年後的血液分析，有一個非常強烈的跡象表明，這些人兒時一直暴露於一種不匹配的H3病毒，因此不能防禦H1病毒。」

「事實是，我們看到了與目前H5N1和H7N9病例完全相同的模式，這表明，相同的基本過程可能支配著歷史上著名的1918流感大流行，以及下一次流感大流行的競爭者。」

在他們最新的論文中，Worobey及其共同作者不僅表明，如果患者兒時曾接觸到一個匹配的病毒，那麼就對嚴重疾病有百分之75的保護率，對死亡有百分之80的保護率，而且也表明，我們可以利用這些信息，並對H5N1、H7N9和未來流行病的其他潛在原因，做出預測。

Worobey說：「如果這些病毒當中的任何一種成功地從鳥類傳播到人類，我們現在就可能知道，哪些年齡組將是最大的受害者。根據這樣的見解可以開發一種通用流感疫苗，因為這種疫苗可能靶定病毒表面相同的保守蛋白基序，這是這一年齡特異性模式的基礎。」

基於這些發現，Worobey說，未來的研究應該闡明免疫印記的確切機制，並弄清用疫苗修改它們的可能途徑。他說：「在某種程度上，這是一個好消息&壞消息的故事。這是一個好消息，在這個意義上講，我們現在可以看到的因素，真正解釋了這個故事一個很大的部分：你的第一次感染會極大程度地影響你抵禦『新型』流感病毒的成功或失敗。壞消息是，提供如此大防護的、非常相同的印記，可能很難通過疫苗改變：一種良好的通用疫苗應該在最缺乏它的地方提供保護，但流行病學數據表明，我們對僅僅一半的流感毒株家族樹都可能很難提供強大防護。」

來源：生物通，圖片來自網路

推薦原文摘要：Potent protection against H5N1 and H7N9 influenza via childhood hemagglutinin imprintingAbstract：Two zoonotic influenza A viruses (IAV) of global concern, H5N1 and H7N9, exhibit unexplained differences in age distribution of human cases. Using data from all known human cases of these viruses, we show that an individual』s first IAV infection confers lifelong protection against severe disease from novel hemagglutinin (HA) subtypes in the same phylogenetic group. Statistical modeling shows that protective HA imprinting is the crucial explanatory factor, and it provides 75% protection against severe infection and 80% protection against death for both H5N1 and H7N9. Our results enable us to predict age distributions of severe disease for future pandemics and demonstrate that a novel strain』s pandemic potential increases yearly when a group-mismatched HA subtype dominates seasonal influenza circulation. These findings open new frontiers for rational pandemic risk assessment.

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