備受爭議的禽流感研究釋出:我們應該有多擔心?

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《自然》雜誌今天釋出了一篇關於禽流感的高度爭議性研究論文。該論文表明,一種特別棘手的禽流感毒株, designated H5N1,已經讓公共衛生官員擔憂十多年,有可能成為人類大流行病。換句話說,H5N1 禽流感迄今為止對人類具有高度致命性,但尚未獲得在我們人群中輕易傳播的能力,它可能隨時做到這一點。

研究人員在威斯康星大學麥迪遜分校的吉弘河岡(Yoshihiro Kawaoka)的指導下,將 H5N1 病毒與 2009 年的 H1N1 大流行病毒雜交,後者像野火一樣從世界一端蔓延到另一端。您可能還記得,2009 年的大流行病讓公共衛生官員措手不及,但幸運的是結果證明是溫和的。河岡實驗室製造的混合病毒透過呼吸過程中撥出的空氣飛沫在雪貂之間傳播——就像人類流感病毒(如 2009 年大流行毒株)在人與人之間傳播一樣。河岡的混合物不會殺死雪貂,可能也不會殺死人類,但這一壯舉令人擔憂,因為它表明,一種可以在人類之間傳播的 H5N1 病毒很可能存在。(我們不確定,因為它只在雪貂身上進行了測試,當然沒有在人類身上進行測試。)

H5N1 病毒是否有可能同時獲得傳播性和致命性這兩種致命特徵,是一個緊迫的問題。(河岡的論文沒有涉及這個問題。)如果有可能,那將確實是個壞訊息。1918 年的流感病毒,一種 H1N1 型病毒,殺死了約 2% 到 2.5% 的感染者,但傳播如此迅速,死亡人數達到 2000 萬到 5000 萬。相比之下,在過去幾年中感染 H5N1 的約 600 人中,約有 60% 的人死亡。一種高度傳播性的 H5N1 病毒,死亡率達 60%,可能會殺死數億人,甚至數十億人。


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幸運的是,這種情況不太可能發生。目前自然界中已知的 H5N1 病毒不會附著在人類的上呼吸道,因此大多數受害者都是透過與鳥類密切接觸而感染病毒的。並且有理由認為,像 H5N1 這樣高度致命但傳播性差的病毒會在變得可傳播的過程中發生變化——為了獲得傳播能力,病毒將不得不做出基因權衡,從而損害其殺死能力。例如,埃博拉病毒沒有在人類中廣泛傳播的原因之一是它太有效了——死亡率高達 90%——這意味著受害者在感染許多其他人之前就死亡了。然而,我們不知道人類可傳播的 H5N1 病毒在多大程度上需要做出這種權衡。科學家們對此問題的看法差異很大。

河岡在他的實驗室中炮製的毒株似乎是溫和的——它使雪貂生病,但沒有殺死它們。即使他的病毒本身並不危險,但它表明,有一天可能會出現一種 H5N1 毒株,變成一種令人擔憂的人類病原體。正如明尼蘇達大學傳染病研究與政策中心主任邁克爾·奧斯特霍爾姆 (Michael Osterholm)所指出的,一種人類可傳播的病毒,其致命率比目前野生 H5N1 毒株低 20 倍,仍然比 1918 年的流感更有效地殺死人類。H5N1 對人類的潛在危險程度是許多猜測的主題。

部分由於所有這些不確定性,自從河岡的論文去年引起他們的注意以來,生物安全界一直處於動盪不安之中。(當鹿特丹伊拉斯謨醫學中心的羅恩·富歇 (Ron Fouchier) 在馬耳他的一次會議上就關於 H5N1 傳播性的類似工作發表評論時,情況真的變得緊張起來,他的工作已提交給《科學》,但已被荷蘭政府擱置。)許多安全專家認為,根本不應該進行任何關於 H5N1 在哺乳動物中傳播性的研究,如果河岡和富歇實驗的結果及其方法永遠不被傳播,世界將會更加安全。(儘管國家科學生物安全諮詢委員會投票通過了這兩篇論文的發表,但該投票僅在結果和用於製造病毒的方法在標準的出版前審查過程中傳播給數百人之後才進行;在這個維基解密時代,阻止出版在這一點上可能徒勞無功。)最近,美國政府呼籲在對精選病原體清單上的病原體進行研究之前進行風險-收益評估(H5N1 在該清單上),但合規性留給資助機構。一些生物安全專家呼籲進一步限制 H5N1 在哺乳動物中傳播性的研究,例如將這項工作限制在具有最高生物安全標準的實驗室中。

許多科學家認為這將是一個錯誤。他們認為,關於什麼可能使 H5N1 對人類致命的研究非常緊迫,不容受到繁重的安全限制。在為我的書《物種的命運》(Bloomsbury 於 5 月 22 日發行)進行研究的過程中,我在 2010 年採訪了河岡。當時,河岡對 H5N1 禽流感的危險深感擔憂。1997 年和 2004 年香港曾爆發禽流感,該病毒還顯示出其他不安跡象——它殺死了通常攜帶 H5N1 而沒有症狀的野生鳥類,並且儘管撲殺了數百萬只雞和其他家禽,但它仍表現出從東亞向外傳播的傾向。大自然的輪盤賭要多久才能產生人類版本的 H5N1?

1983 年,河岡作為年輕的研究人員來到美國,在田納西州孟菲斯聖裘德兒童研究醫院的羅伯特·韋伯斯特 (Robert Webster) 實驗室工作時,他嚐到了禽流感的厲害。韋伯斯特正在研究鳥類為人類流感病毒提供宿主的理論(此後該理論已得到證實,現在已被公認為常識)。韋伯斯特得知賓夕法尼亞州家禽養殖場爆發禽流感,立即趕到現場,將組織樣本送回河岡,河岡在實驗室中對它們進行了分析。

1983 年的事件向年輕的河岡展示了流感病毒是多麼善變和動態。疫情於 1983 年 4 月開始,是一種溫和的病毒——它使雞有點喘息,但沒有殺死很多雞。到 11 月,該病毒(一種 H5N2 型病毒)產生了一種高度致命的亞型毒株。雞開始成群倒下,農民擔心他們的生計。美國農業部介入處理疫情,對從賓夕法尼亞州到弗吉尼亞州的 1700 萬隻鳥類實施了軍事式的撲殺。(疫情中沒有人死亡,只有家禽死亡。)

當這一切發生時,遠在孟菲斯的河岡分離了病毒樣本,並在實驗室中感染了雞,以瞭解病毒是如何工作的。他的雞的死亡率為 100%。當他進行屍檢時,他發現病毒不僅破壞了鳥類的胃腸道(這在禽流感中是預料之中的),而且幾乎破壞了所有器官——這種全面的攻擊在埃博拉病毒的人類受害者中也有記錄。

後來,河岡決定比較 4 月份的毒株和 11 月份的毒株,以找出是什麼變化使病毒突然變得致命。他發現,除了一個蛋白質外,兩者完全相同。“這告訴您,”河岡在 2010 年告訴我,“一種高致病性病毒是由單次突變產生的。它告訴您,高致病性流感病毒有很多來源。這一切都存在於鳥類中。”

研究人員已經發現了 H5N1 的天然毒株,這些毒株已經獲得了一些河岡最近的論文中確定為雪貂之間傳播所必需的基因變化。正如一些生物安全專家所指出的那樣,河岡和其他流感科學家正在進行的研究當然存在風險。大自然每天都在進行的實驗,即 H5N1 病毒發生突變並從其他病毒借用遺傳物質,也可能很危險。我們應該最害怕哪個?對於這個問題,有很多意見,但沒有明確的答案。

弗雷德·古特爾《大眾科學》的執行編輯,也是《物種的命運》(Bloomsbury 出版社)的作者。古特爾曾任《新聞週刊》副主編。他的寫作和編輯為美國雜誌編輯協會的眾多獎項和提名做出了貢獻。他在《發現》雜誌上發表的文章《沙子中的謎題》被美國科學促進會評為 1998 年最佳雜誌文章,他在《新聞週刊》上發表的關於俄羅斯接受世界核廢料計劃的文章《荒地》獲得了海外新聞俱樂部的環境寫作獎。

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