預測流感形勢，也許盯緊這幾個人就夠了？

作者：日色提

編輯：odette

星星之火，可以燎原，用這句話來形容流行性感冒病毒的爆髮絲毫不過分。流感病毒非常容易變異，而且傳播速度極快，人群對變異毒株幾乎沒有免疫力。因此，流感不僅每年都會發生不同規模的流行，特定時期還會發生全球性的流行。

凡事預則立，對付流感的最好方法是預防。這就需要我們準確預知下一季流感病毒的突變情況，並提前準備相應的疫苗。遺憾的是，現實相當骨感，按照現有的預測結果，即便疫苗包含多種抗原成分，也難以實現全面保護。

為此，科學家做了很多嘗試，希望能夠更早期更準確地預警流感病毒的突變情況。現在，他們可能獲得了一種全新的思路。

流感防線並不堅固

20世紀以來，已先後發生過四次全球流感大流行，僅1918年的「西班牙流感」就導致至少2000萬人死亡，超過第一次世界大戰的死亡人數。此起彼伏的流感疫情帶來了巨大的疾病負擔，並造成了嚴重的社會影響，這也使流感成為最早建立全球監測網路（即Global Influenza Surveillance and Response System，簡稱GISRS）的傳染性疾病。

GISRS的主要任務有兩個：一是根據全球流感監測結果，每年2月和9月，分別針對北半球和南半球下一個流感季節的季節性流感疫苗候選株，進行預測性推薦；二是監測新型流感的發生，用以及時預警。今年3月2日，WHO在日內瓦召開會議，確認了2017—2018年間製備流感疫苗的毒株。

公正地說，GISRS在流感防控方面居功至偉，但距離全面保護仍有不小的空間。這一點從疫苗有效率就可窺見一斑。疫苗有效率是指與未接種疫苗的人群相比，接種疫苗人群疾病的下降比率。截至目前，2016—2017年流感疫苗有效率估計為48%。從2004年到現在，這個數字起起伏伏，大約介於10%—60%之間。

這其中，預測失准可謂流感疫苗防護力不足的主要漏洞。

回到病毒突變之初

大風起於青萍之末，任何一次流感疫情都有其始作俑者，病毒在宿主身體內部的演化細節，或許能夠給毒株預測提供新的助力，並為防控流感帶來更多啟發。美國華盛頓大學基因組科學系的布魯姆（Jesse D. Bloom）博士領銜的課題組對此展開了探索，他們的研究成果發表在今年6月出版的Elife雜誌上。

通常情況下，對於平素身體健康的成人來說，感染毒性普通的流感毒株後，只需對症治療即可，病程一般不會超過一周。對於研究者而言，想要在如此短的時間窗口內了解病毒的突變狀況，就現有的手段，時長顯然不夠。

不過，在一些免疫力低下的患者中，流感病毒會存在數周乃至數月之久。定期採集這類宿主體內的病毒，並測序分析，科學家就有可能研究病毒在人體內的突變狀況了。

最終，有4名新近完成造血幹細胞移植且又不幸感染了H3N2流感病毒的患者參與了布魯姆的研究。在進行這類手術之前，醫生通常需要使用化療藥物「清髓」，這個措施會使患者的免疫力在相當一段時間內處於較低水平，因此病毒會在他們體內存在很長時間。

研究者定期採集這4位患者的洗鼻液，共得到37份樣品。為了確保數據結果準確，他們將每一份樣品一分為三，而後分別從中分離流感病毒進行測序分析。在流感病毒的組成蛋白中，血凝素（HA）和神經氨酸酶（NA）對流行烈度的影響至關重要，編碼這兩個蛋白的基因也最易發生突變，因此研究者重點分析了這兩處的突變狀況。

最終，研究者共鑒定得到9處高頻突變，其中有5處位於血凝素基因，3處位於神經氨酸酶基因。這些突變不但會在不同患者體內同時出現，而且當科學家將這些突變與全球共享禽流感數據倡議組織（GISAID）旗下的數據進行對比後，發現了更加驚人的結果：這些突變同樣存在於引發疫情的病毒當中，而且在時間線上，前者的發生時間要稍早於後者。

也就是說，不同遺傳背景的流感病毒在免疫力、疾病病程及嚴重程度各自不同的患者體內演化出了相同的突變，這些個別患者體內的突變位點又能在全球流感資料庫中找到印證。

這一切是如何發生的呢？

見微知著

預測病毒演化方向的

新希望

限於研究深度的不足，布魯姆在論文中並未給出這一問題的確鑿答案，但他認為，病毒的生存競爭與選擇壓力是造成上述現象的主要原因。

流感病毒的突變主要在複製過程中發生，攜帶著隨機突變的子代病毒能否將這些突變「發揚光大」，取決於突變能否讓病毒變得更具傳染性，更具生存優勢。

這場生存競爭如同體育比賽。在流感病毒這樣快速突變且行無性生殖的巨大群體中，這樣的賽事不僅全民參與，而且在以難以想像的速度晝夜不停地進行，優勢戰勝劣勢、大優勢戰勝小優勢的選擇性清掃（selective sweep）會使得攜帶較優突變（即高頻突變）的病毒在群體中很快佔據統治地位。

如果研究者能在這些「地區冠軍」（即在個體患者體內贏得生存優勢的毒株）中找到賦予其競爭優勢的命門所在，並預測出「世界冠軍」（即引發大規模疫情的毒株）的特徵，那麼我們在人類與流感的博弈中無疑會贏得先手。事實上，布魯姆的確希望他們的發現將來能夠用於預測流感病毒的演化方向，並幫助其他研究者設計出更有效的疫苗。

不過，在論文中，布魯姆也承認，他們的結果還比較初步，未來還需要在病程較短的正常患者體內觀察病毒的演化。好在，隨著新型研究工具不斷湧現，開展這類研究已經變得越來越容易了。

（編輯：odette）

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本文來自果殼網，謝絕轉載

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