科学家解读流感病毒:或可用大数据预测暴发

2014-1-26 09:57 来源: 新民晚报
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  今冬,H7N9禽流感“卷土重来”。最近几日,各地又陆续出现了不少确诊病例。为何流感病毒总对人类“死缠烂打”?人类是否能够战胜拥有庞大亚型且变异迅速的流感病毒?昨晚做客第174期新民科学咖啡馆的两位科学家表示,在人类和流感病毒之间的这场永不停歇的“军备竞赛”中,科学研究跟踪病毒的脚步近年来已快了许多。

  今冬H7N9“大流行”?目前没有

  流感病毒的个头实在是太小(100纳米),只有头发丝直径的千分之一,因此,直到1930年左右,科学家才首次从猪和人身上分离出流感病毒。又直到电子显微镜发明以后,人们才首次看清楚它长什么样。

  中国科学院上海巴斯德研究所分子病毒研究组副研究组长、副研究员徐可博士指出,流感病毒其实是一种结构非常简单的病毒,它的表面主要有H和N两种蛋白,内部是8条病毒基因。但通过基因突变和基因互换两种方式,流感病毒可以不断变异,产生了非常多的亚型,加之它不能独立存活,必须“寄宿”在水禽 (包括鸟)、家禽、哺乳动物等身上,这些种类繁多的宿主也“赋予”流感病毒巨大的进化和突变空间。

  “从理论上讲,所有H(18种)和N(11种)的组合在自然界都可以存在,但目前被发现的病毒亚型主要有几十种,其中包括了今天为人熟知的H7N9和H5N1等。”

  今冬再度出现的H7N9禽流感病毒,就是一种去年发现的流感病毒毒株。“流感病毒的感染过程,包括感染、复制、释放、存活和致病等方面。”徐可说,H7N9的自我复制能力较强,目前来看仍是在局部地区暴发,还不具备普遍的人际传播能力,不能称之为流感大流行。

  历史上,距现在最近的流感大流行是2009年的甲流(H1N1)。“不过,2009年底,科学家就已研发出甲流疫苗,加上甲流的复制能力较弱、致病性较低,之后已演变成季节性流感。”而前不久首次报道人感染上的H10N8流感病毒,其复制能力、致病性和传播力都比较差。

  人类可以战胜流感?不能

  一方面,人类通过免疫系统对流感病毒进行持续的监督和清除;另一方面,流感病毒也在不断地重组与变异。复旦大学研究生院院长、生命科学学院教授、进化生物学家钟扬认为,人类与流感就像一场永不停歇的军备竞赛,人类虽不能“战胜”流感病毒,但与流感共舞的时代已经到来。

  钟扬说,仔细研究流感病毒的进化树,会发现每种流感病毒都会分成两支——一支最终被人类发明的药物消灭,另一支则总能“逃出生天”,继续不断进化。“环境好的时候,流感病毒就会往最有利的方向发展;环境差的时候,哪里能活命它就往哪里去。这符合遗传学中的放松限制法则。在这种进化中,不仅人类的科学研究无法超越它,就连大多数流感病毒也跟不上自己的步伐。”

  徐可表示:“也许我们和流感病毒这两个群体是长期共存的,但在个体上我们可以把它从体内清除。比如,用疫苗和药物把病毒浓度控制在一定范围内,在这个范围内人体免疫系统足以对付病毒。”

  流感暴发能被“预报”?或可

  虽然科研总比流感病毒进化落后一步,但反过来说,这个“劲敌”也在促进科学发展。据钟扬介绍,流感暴发有区域分布规律,可用统计进化地理学的方法对其做长期监控,比如,根据H和N基因序列计算得出的流感病毒迁徙路线图显示——亚洲尤其是东南亚地区是流感高发地。

  “使用时下热门的大数据方法,流感的暴发或许还可以‘预报’。”钟扬介绍说,2008年,计算机科学家便小试牛刀,测算出来的流感发病率曲线和疾控中心的报告相近。流感病人在网络上的信息数据可以被抓取,其中与流感暴发有关联的医学词汇就会成为预报流感的关键词,比如,他给朋友发送“我发烧了” 的信息,或给老板发“感冒请假”,甚至他在搜索引擎上查找“到哪里购买感冒药”。