4.7 抗原转换是什么？为什么如此危险？
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甲型流感病毒的遗传信息组成了8个不连续的RNA片段(基因)。假如一个细胞同时被两个不同的病毒株感染，来源于亲代的16个RNA再次与8个可使病毒复制的基因一起衍生出新型的病毒。这个实验在实验室很容易实现，并且在自然界中也时常发生。比如1968年发生的由H3N2型病毒引起的香港地区的流感就是抗原转换的一个案例，它被认为是由易感的哺乳动物(可能是人或猪)同时感染(呼吸道感染)了当时流行的人感染H2N2型“亚洲流感”病毒和鸭源H3N8型流感病毒引起的。禽流感病毒和人类甲型H1N1流感病毒与唾液酸受体结合的情况稍有不同，但这两种病毒在猪的肺部很容易获得。这使猪成为一个理想的“混合容器”。人可以从猪那里感染病毒，反之亦然。
图4.1 水鸟是甲型H1N1流感病毒的宿主，该病毒有16种不同的H型和9种不同的N型抗原类型。据2012年的早期报道，另一种新型的“H17”流感病毒分离自南美果蝠。可以看出，感染人类的主要流感病毒株是H1N1型、H2N2型或H3N2型，人类偶尔会感染H5N1型、H7N7型、H7N9型和H9N2型病毒。除了可能重现的H5N1型和H2N2型以外，流行病学家担心H9N2型病毒可能会感染人类。至于更少见的H型病毒，可能出于偶然，人类并未受到这些病毒株的感染。(该图由圣裘德儿童研究医院的罗伯特·G.韦伯斯特医生提供)
甲型H1N1流感病毒在水鸟中普遍存在(见图4.1)，这里存在16种不同的已知的H型和9种N型抗原类型。病毒颗粒在胃肠道(不是呼吸道)细胞中复制，并从鸟的泄殖腔(鸟类消化道和泌尿生殖道的共同出口)排出。事实上，甲型H1N1流感病毒适宜在水中生存。当不同的鸟群在内陆湖和水道聚集时，就为危险病原体的传播提供了理想的条件，各种各样的物种均会受到感染。2005年出现的高致病性H5N1型流感病毒变体，在中国西部的青海湖造成家鹅和天鹅的死亡，而对鸭类的毒性作用则较轻。该变体向西传播到印度、中东地区、欧洲和北非各国。大多数这种鸟类H型和N型抗原对人类尚不造成威胁。20世纪的4次人类流感大流行都局限于特定种类的流感病毒(H1N1型、H2N2型和H3N2型)变体。虽然至今仍没有证据证实人群中存在水平传播，但后来在中国，有人感染了鸟类H7N9型病毒，随后发展到急性临床疾病，造成人员死亡。这是第一次关于人类感染鸟类H7N9型病毒的报道。
图4.2 该图阐明了不同流感基因的可能起源，这些流感基因从欧亚的猪和北美的猪（图中为美国的猪）之间单一传播的类型到新产生的对人有高感染性的病原体的类型都经历了重组。目前还不清楚欧亚型病毒是如何传染到墨西哥的。新的流行性病毒随着旅行者(人类)来到墨西哥，这种病毒基因重组事件可能在其他地方也发生过。H1N1型猪流感病毒是1918年人类大流行病毒株的第四代。这些病毒在猪体内比在人体内更少发生变异，比如NP基因与陶本伯格(Taubenberger)和他的同事“复活”的1918年的病原体基因序列很相似。应该强调，最初的病毒交叉重组说明了至少有一个人的感染直接来自猪，但是我们通常是通过人传人感染流感病毒，而不是猪(或禽类)，吃煮熟的猪肉、鸡肉和鸭肉是安全的。(该图由圣裘德儿童研究医院的罗伯特·G.韦伯斯特医生提供)
鸟类并不是大流行的甲型H1N1流感病毒的唯一来源，比如2009年的猪流感，正如它的名字一样，这种流感病毒的来源是猪。我们认为是两种猪H1N1病毒株(来自欧亚大陆和北美)偶然地同时感染了墨西哥的猪，然后交换了某些基因(图4.2)。这便导致一种新型的“重组”甲型H1N1流感病毒出现，而且对人类具有高度传染性。这种病毒株取代了曾经流行了多年的季节性甲型H1N1流感病毒，这种病毒的转换变种多年来一直在人类中传播。事实上，2009年流感大流行的病毒株的内在核蛋白基因与1918年西班牙流感大流行的甲型H1N1流感病毒的非常相似。1918年，造成很多人死亡的流感病毒也是在猪身上得到了证实（这种病毒引起的流感大流行最终平息下来并在人类中消失）。
近年，这些猪流感病毒正以很快的速度进行重组，这种速度比我们以往看到的病毒的重组速度要快得多。从2011年7月到2012年12月，标记为H3N2v的猪流感病毒在美国的11个州感染了319人。感染者都是与农业博览会的猪有过密切接触的人，且没有证据显示该病毒在社区内传播。虽然该病毒的传染性不是特别强，但是作为宿主的猪中很可能会出现引起下一次人类大流行的病毒株。当然，人们更关心的是猪流感病毒和高致病性H5N1型禽流感病毒株的重组病毒在亚洲部分地区的传播。
虽然这种病毒基因发生了重组，但我们不确定这种重组后的新病毒会不会与持续导致鸟类周期性死亡的变异病毒一样致命，并且自1997年起，这种病毒导致出现感染症状的500多人中大约有60%的人死亡。如此高的死亡率被认为是由于病毒感染者吸入了大量的病毒到肺部深处而不是上呼吸道，在鸟类和哺乳动物的上呼吸道都能发现可结合病毒H抗原的唾液酸受体。虽然目前有部分证据表明这种病毒基因已经发生重组，但仍然缺乏足够的证据说明H5N1型禽流感病毒可在人群中传播。