流感病毒的“七十二變"

一些RNA病毒（比如流感）的基因組是分節(jié)的RNA片段。這些RNA片段在病毒的復(fù)制過程中會混合在宿主細(xì)胞中，進(jìn)入不同病毒顆粒的時候會出現(xiàn)重新組合（Reassortment）。這種機制對流行性病毒的爆發(fā)和病毒的跨物種傳播非常重要。但是這個機制的研究并不充分。近期發(fā)表在《Plos Pathogens》的一篇綜述文章以流感病毒為例，討論了近期RNA病毒重新組合機制的研究，重點闡述了這個機制對RNA病毒的進(jìn)化的影響，以及宿主細(xì)胞的相應(yīng)機制。

在有些宿主細(xì)胞中，可能存在多種RNA病毒的感染。這些病毒的RNA片段就混合在了宿主細(xì)胞中。在病毒復(fù)制并離開宿主細(xì)胞的時候，一些病毒會將其他類型病毒的RNA片段包裹進(jìn)病毒顆粒，進(jìn)而導(dǎo)致了這種新的顆粒成為了一種組合病毒。這就是RNA病毒重組的大體機制。在流感中，大規(guī)模流行的流感病毒，很多都是由這種機制創(chuàng)造的，而且跨物種的傳播（例如從禽類到人類）也可能是由此引起的。很多新出現(xiàn)的病毒并非憑空產(chǎn)生的，而是由一些已有的病毒組合成的。

發(fā)生重組的先決條件是，多個病毒顆粒感染了同一個宿主細(xì)胞。在這個宿主細(xì)胞中，這些病毒的RNA片段得到復(fù)制，接著被包裹進(jìn)入不同的蛋白質(zhì)衣殼中，從而完成重組?？茖W(xué)界對這些RNA片段如何進(jìn)入不同的衣殼蛋白顆粒中存在著兩種解釋。一種是隨機包裝，也就是說一個RNA片段可以隨機進(jìn)入任何一種病毒的衣殼中。另一種解釋得到大多數(shù)人的認(rèn)可，這個理論認(rèn)為，一個流感病毒會包裝8條RNA片段進(jìn)入病毒顆粒，這個過程是受到特定的信號控制的。

流感病毒的基因組的重組zui常見的檢測方法是，測序核酸之后進(jìn)行進(jìn)化樹分析。除了zui初的人工檢測進(jìn)化圖譜來判斷不同毒株的進(jìn)化關(guān)系，現(xiàn)在有些新的方法使用自動化的方法完成檢測，例如針對zui初的進(jìn)化樹分析，現(xiàn)在有結(jié)合基于貝葉斯系統(tǒng)發(fā)生，進(jìn)化樹距離的多維調(diào)控，以及時間分辨的貝葉斯系統(tǒng)發(fā)生。通過這些基因組學(xué)的方法，我們能夠獲得哪些信息呢？流感病毒幾乎在所有的宿主中都能發(fā)生重組。例如在禽類中，很多被感染的動物體內(nèi)存在多種不同的病毒亞型?；蚪M學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這些RNA片段的重新組合并不是*隨機的，而是受到了一些限制，這會根據(jù)不同的動物類群、不同的病毒種群、亞型等相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，在水鳥中流感病毒的重組頻率更高，而在人類宿主中重組率則相對較低。

這種重組對于病毒種群而言，究竟會有怎樣的意義呢？通過大量的數(shù)據(jù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，伴隨著病毒基因組的重組同時發(fā)生的事件還有病毒蛋白質(zhì)氨基酸的短暫性突變，這種突變主要發(fā)生在病毒表明的糖蛋白血凝素上。血凝素是一種宿主細(xì)胞可以感知的抗原分子。這就表明了，重組能夠增加病毒表明抗原的漂移或者變異，進(jìn)而從長的時間尺度上成為了病毒針對宿主或者藥物的適應(yīng)手段。這種變異可能會明顯提高病毒的適應(yīng)性，但是實際上在血凝素上面的突變，會在復(fù)雜的環(huán)境下（多種選擇壓力因素）也可能導(dǎo)致適應(yīng)性的下降。同時，重組會造成抗藥株的出現(xiàn)。

流感病毒雖然有時候沒有多大危險，但是致死率高的病毒大面積傳播的時候，就如死神降臨般恐怖，上世紀(jì)初的西班牙大流感就是很好的例子。可以說，造成普通流感變成高傳染率的流感的首要機制就是RNA片段的重組，這就像賦予了流感病毒七十二般變化一樣，每隔一段時間就有新的病毒開始出現(xiàn)。因此，這個研究能夠加深我們對流感的認(rèn)識，為開發(fā)更好的抗流感藥物提供了基礎(chǔ)。