肝炎病毒“声东击西”来逃生

在军事中，两军交战时，双方会使用各种战术，以保持领先地位。其中的一种招数是声东击西。最近在《PNAS》发表的一项研究表明，丙型肝炎病毒（HCV）也可以采用类似的战略，来分散身体的天然防御。

　　

生物通报道：在军事中，两军交战时，双方会使用各种战术，以保持领先地位。其中的一种招数是声东击西。最近在《PNAS》发表的一项研究中，乔治亚理工学院、疾病控制和预防中心（CDC）的研究人员表明，丙型肝炎病毒（HCV）也可以采用类似的战略，来分散身体的天然防御。丙型肝炎病毒在感染患者之后，会演变出许多病毒变种，其中有一组病毒变种是“利他的”，能牺牲自我来保护其他病毒变种免受人体免疫系统的攻击。

丙型肝炎病毒可缓慢发展多年，通常无症状，但可引起严重的肝损伤和癌症。目前还没有针对该疾病的疫苗。因此，这项研究可能有助于指导未来的病毒疫苗和疗法的开发，这估计会对全球1.7亿人产生影响。延伸阅读：Nature子刊：肝炎与肝癌联系的新发现。

乔治亚理工学院数学学院教授Leonid Bunimovich指出，丙型肝炎病毒种群中的病毒成员，其行为并不像独立个体，不同的病毒变种会共同合作，差不多就像一个团队。它们有明确分开的职责，这其中就包括‘利他的’变种，它们会为了整个病毒种群的利益而牺牲自己。这些病毒变种可能会引起免疫系统攻击它们自己。

病毒在每个人体内的演化是不同的，随着时间推移会产生不同的遗传相关变种。最终，病毒变种和抗体会形成一种复杂的网络，在这个网络中，一个病毒变种的抗体会对另一个变种做出反应，这种现象称为交叉免疫反应性。

科学家们通过开发的数学模型获得了这些结果，他们首先开发了一种模型，能够模拟病毒变种和免疫系统的抗体之间如何相互作用。然后他们用这种模型来分析和解释来自一组丙型肝炎患者的数据，其中一些人已经持续感染了20年。

但是，缺乏大脑、甚至神经细胞的病毒，如何会产生人类往往很难实现的团队合作精神呢？Bunimovich解释说，病毒变种并不直接互相沟通，但在这个病毒抗体系统中，它们通过抗体相互作用。当一个抗体产生细胞对一个变种做出反应，然后响应另一个变种，这种相互会影响这两种变体。当病毒变种与网络中的相同抗体相互作用时，会发生一种间接的相互作用。”

与HIV不同，丙型肝炎病毒不能抑制机体的免疫系统。许多科学家认为，病毒感染的演化就像一场“军备竞赛”，病毒一直发生变异，以保持比身体免疫系统领先一步。研究团队采用新一代基因测序数据，对病毒种群进行了详细的分析。科学家们研究了病毒种群的遗传组成，甚至观察了同一人所采集血液样本随时间发生的演化。

结果发现，病毒变种的数量上升和下降，有一些少量剩余，其他一些在貌似被免疫系统清除之后出现。在持续感染发展的后期阶段，尽管免疫系统保持强劲，新病毒变种的演化几乎停止。研究人员认为，“军备竞赛”理论无法解释这些观察结果。

研究人员通过他们的模型跟踪病毒变种和抗体，发现某些变种正驱使免疫系统响应自己以保护其他变种。他们将这个新发现的现象称为“抗原合作”。抗体只抑制“利他”的变种，从而留下该网络的其他病毒成员安然无恙。

本文第一作者Skums说，“利他的”病毒变种允许抗体来攻击它们，从而牺牲自己，这样其他的变种就可以生存。“利他的”变种会欺骗免疫系统，致使免疫系统无效地响应其他的变种。本质上，幸存的变种把“利他（牺牲）的”变体，当作一把伞，来保护自己。

研究人员对这种复杂的行为感到惊讶，即使病毒这样简单的生物，也可以组织成一个网络，跟在facebook中创造的社交网络没有什么不同。它们可以执行这种复杂的行为，通过团队的努力对抗免疫系统。

如果通过其他研究的支持，这些结果可能会改变丙型肝炎疫苗的研发战略。疫苗和治疗将必须考虑病毒如何演化为不同的个体。研究人员还希望监测其他病毒的活动，以探讨这复杂的相互作用，是否也可能存在于其他病毒性网络中。

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（生物通：王英）

生物通推荐原文：
"Antigenic cooperation among intrahost HCV variants organized into a complex network of cross-immunoreactivity," Proceedings of the National Academy of Sciences, published ahead of print May 4, 2015. www.dx.doi.org/10.1073/pnas.1422942112