中外科学家Nature解析：禽流感病毒如何能感染人

　　

生物通报道  来自英国医学研究委员会国家医学研究所（NIMR）、中国农业大学等机构的研究人员，在新研究中揭示了流感病毒结构改变介导病毒在人类传播的机制。这一研究发现在线发表在4月24日的《自然》（Nature）杂志上。

流感病毒传播的难易程度很大程度上取决于它们如何结合宿主细胞表面受体。从鸟类和动物种类传播至人类，以及人与人之间的传播都是这样。因此，有必要了解流感病毒的物种特异性，这也是流感研究人员的长期目标。

从生物学上讲，流感的天然储存库是野禽，它们的细胞携带着一种受体分子，其与人类呼吸道中发现的另一种受体分子相关，只是化学性质略有不同。从鸟类转换至感染人类，病毒需要改变它的结合蛋白，使它更倾向结合人类受体。病毒表面蛋白血凝素（haemagglutinin，HA）介导与宿主细胞互作，它的个别结合位点以低亲和力与单个的受体配体结合。然而，多个HA/配体互作则可导致非常高的亲和力，使得病毒能够结合携带首选配体的细胞。

在这篇文章中，研究人员对于来自一种突变H5N1病毒亚型的血凝素（HA）的受体结合特性进行了定量生物物理学测量。该突变亚型获得了在感染雪貂和未感染雪貂之间传播的能力。结果表明其对于人类受体的亲和力略有增高，而对于禽鸟受体的亲和力显著下降。分析病毒和HA结合数据，他们推导出了一种算法，预测了单个HA-受体相互作用亲和力所导致的病毒亲和力。揭示出相比禽鸟受体，传播突变病毒与人受体结合的倾向要高200倍。

传播突变HA与受体类似物的晶体结构表明，这一突变病毒相比野生型H5N1病毒，能够像其他已知导致人类大流行的病毒一样结合人类受体。其结合模式显著不同于非传染性野生型H5N1病毒结合人类受体的模式。

此外，复合体结构还揭示，从禽类转变为倾向结合人类受体，是因为突变病毒HA发生了Gln226Leu置换，导致它更容易结合人类受体，而与禽类受体结合受到限制。这两个特征有可能导致这一突变病毒获得了传播能力。

英国医学研究委员会国家医学研究所的Steve Gamblin说，我们的数据显示了如何简易地通过单个互作结合强度来预测病毒亲和力。其重要意义之一在于，无需生成或研究传染性的材料，就可以确定病毒亲和力。利用这一方法，我们揭示了实验室工程操作可在雪貂间传播的流感病毒是如何获得感染人类细胞的能力的。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Receptor binding by a ferret-transmissible H5 avian influenza virus

Cell-surface-receptor binding by influenza viruses is a key determinant of their transmissibility, both from avian and animal species to humans as well as from human to human. Highly pathogenic avian H5N1 viruses that are a threat to public health have been observed to acquire affinity for human receptors, and transmissible-mutant-selection experiments have identified a virus that is transmissible in ferrets1, 2, 3, the generally accepted experimental model for influenza in humans. Here, our quantitative biophysical measurements of the receptor-binding properties of haemagglutinin (HA) from the transmissible mutant indicate a small increase in affinity for human receptor and a marked decrease in affinity for avian receptor……