人类与流感之争

顾汉现

人类与流感之争


日期: 2009-05-16  今日/总浏览: 53/870  


从SARS看甲型H1N1流感

         

        ■赵国屏（中国科学院院士）

         

        我今天讲的题目是“回顾SARS分子流行病学，认识新型A_H1N1流感病毒”。SRAS给我们带来的经验和教训，对今天迎击新型流感非常有用。

         

SARS流行病研究的三大贡献

         

        流行病学的研究到底有什么用处？我认为最重要的一条，就是了解流行病的来龙去脉。为什么今天的我们不像六年前SARS来袭的时候那么紧张？当时，第一是避免集会，第二就是都戴着口罩。为什么会这样呢？因为那个时候出现一个传染病，传得很快，造成死亡，特别是有很多医务人员得病，但我们对它却一点都不了解，甚至不知道病原是什么。而现在我们对流感，对新型的A_H1N1病毒都已经有了比较多的了解，确立了一系列防控措施，已经有较好的药物，可以较快地生产出疫苗——因此，没有必要恐慌。

         

        这种对于传染病的了解，是通过长期研究所积累的知识；其中流行病学有重要的贡献。这种了解，对传染病的防控具有非常重要的作用。在SARS时期，流行病学至少做了三个非常重要的贡献。第一，流行病学研究得出一个很重要的结论，叫“不发烧、不传染”。这句话为全国各地所有的交通枢纽上都用红外线探体温提供了非常重要的依据。而这次的甲型H1N1流感，它的难处之一就是它在患者不发烧的时候就能传染。中国香港确诊的那个病人，在从墨西哥经过上海到香港去的路上并没有发烧，所以是检测不到的。除非他自己说有咳嗽等症状。所以，现在对新型H1N1甲型流感的预检和防控比SARS更困难。

         

        第二个贡献，是得出“隔离是有效的”结论。虽然对于传染病，隔离是一个基本的措施，但是，遍及全社会的隔离，对有些传染病不一定是有效的或是很难实施。而流行病学研究表明，隔离对阻遏SARS传播非常有效。所以，北京就实行了非常严格的隔离，使得SARS新发病例，在一个月之内就从每天上百降低到“无”，这就是隔离的明显效果。当然，隔离的社会成本很大，没有科学依据，政府不可能做出这么重大的决定。

         

        第三个贡献，是对于新发疾病的预测。根据分子流行病学的研究，我们曾向国家有关部门汇报，认为2004年春发生SARS是不奇怪的。它有两种来源，一种是动物来源的，病人症状轻，容易康复，基本上不会人传人；如及时隔离治疗，不会出现大流行。但是，如果是从实验室泄露的——当时实验室保存的SARS病毒都是致病力强的“后期”病毒，就会人传人，甚至可能致命。这些预测在数月之后全都成了事实。

         

        流行病学的作用还不止这些。它在病原确定、朔源乃至人群对感染的敏感性研究等方面所能发挥的作用非常大。这个大贡献来自于对传染病自然规律的认识——“知识就是力量”。

         

流感大流行：病毒染色体重组+主抗原抗原性漂变

         

        流感病毒很有趣的一点，就是它的染色体RNA不是一条，而有8条。每一条只有一个基因，表达出来就是一个或两个蛋白。这些蛋白可以分成3类，其中一类组成病毒颗粒外壳的结构蛋白，包括HA和NA蛋白，它们对于导致流感的人兽共患，有很大关系。已知所有流感病毒的源头（天然宿主）是水禽，而且是野生的候鸟。这些候鸟每年不分国界地迁飞，由此病毒可以传染到家禽，其中某些类型，可以传染到人、传染到猪。在传给人的病毒株中，最典型的就是H1、H2和H3这3类，因为人类具有适合它们的受体。H9、H7和H5这3个型很难传给人。不过近年来，H5N1型病毒的致病力明显提高，开始在家禽里面造成传染病，对实验动物的致病力逐年增强，对于人群的感染能力也明显增强。虽然患者不多，但是死亡率很高，出现人间传播的可能性也在加剧。在所有的中间宿主中，猪是流感病毒很好的混合体，它的受体既能接受人流感病毒，又能接受禽流感病毒，为流感染色体的重排创制了极佳条件。

         

        流感病毒的8条染色体在互换时就把抗原性和致病性相关基因重新组合，这称为抗原重排。将高致病性与一种人类从未碰到（或“被遗忘了的”）的新抗原结合，人就没有能力去抵抗它。另外，体现病毒抗原性的主要结构蛋白HA上的一些区域经常发生突变，称为抗原漂变。突变到一定程度以后，人群中原来较为普遍存在的对流感病毒的免疫性就不能识别病毒的这种“新”的抗原性。一旦没有认识它的“警卫人员”，它就长驱直入人体，造成流行。事实上，抗原重排和抗原漂变是可以结合起来发生的，几次全世界的大流感就是上述两个变化结合在一起造成的。有一本著名的书《枪炮、病菌和钢铁》指出，旧大陆“文明”摧毁新大陆印第安人的武器之一可能就是人畜共患病菌。也就是说在旧大陆上，人畜共处几千年、几万年后，人们对一些人畜共患病已有了免疫能力，即使个别人得病，也不易形成大流行。但是，这类病一旦传到从来没有暴露于这类疾病的印第安人那里，就会造成他们种群的毁灭。

         

从飞禽等天然宿主到猪等中间宿主

         

        从动物到动物、动物到人、人到人，病毒对人类一步一步逼近，都与它们基因的变异相关。在评论我们发表的关于SARS分子流行病学的论文时，一位英国专家说，这篇文章的发表，对于今后流感的研究非常重要。因为你可以杀或不吃果子狸，但人不可能把世界上所有的禽类杀掉。所以，虽然流感病毒的天然宿主是候鸟、水禽，一旦传到了家禽，就天天跟人在一起了。人不可能把家禽全杀光，再说，杀那么多是不是有效，也不一定。中间宿主非常重要。猪作为中间宿主不仅在流感病毒的基因重排上发挥了重要的作用，而且在病毒传播的生态链上也发挥着重要作用。上世纪末，马来西亚发生的尼帕病毒（Nipah  virus）病就是由带病毒的果蝠将吃剩的水果掉到猪圈里，猪吃了，感染了病；然后，再传给人。所以，基因变异的复杂性结合病毒传播的生态链的复杂性，造成了流感传播和爆发原因的高度复杂性。为此，国家每年都要根据对流感病毒变异的状况，决定生产相应的疫苗。现在，世界卫生组织所面临的最难的一条抉择就是，今年，对于正在进入冬季的南半球国家，应该生产和供应什么样的疫苗——是按传统方法鉴定的毒株，还是这种A_H1N1新型流感毒株？

         

提倡科学的生活态度，建设科学的生态环境

         

        在治疗方面，甲型H1N1流感比SARS要容易很多，因为一些抗病毒药物对它很有用；迄今为止，死亡率很低。我们对流感既然已经有了这些科学的认识，就要相信科学，也要实践科学。一方面是自己发现了症状，特别是咳嗽、发烧等较严重的呼吸道症状，就要及早治疗、及早隔离；这对己对人都最有利。另一方面，最最愚蠢就是不吃猪肉，这对于提高抵抗力是不利的！就像当年禽流感厉害的时候，我天天吃鸡肉，因为那个时候鸡肉最便宜而且是最安全的，天天在查。所以，猪肉是可以吃的。

         

        最后，从大局来说，从长远来说，还是要提倡科学的生活态度、要建设科学的生态环境。生活态度和生态环境是保证健康的重要因素。我们不是一个人，是社会的人，是和自然界生活在一起的人。流行病来了，全世界就知道这是一个大家庭；就像地震来的时候，这是一个大家庭，谁也离不开谁。社会要科学地发展，经济要科学地成长；以牺牲自然环境为代价发展经济，以牺牲一部分人的利益来使另一部分人富起来，归根结底是要遭“报复”的。我有时候觉得SARS很好，因为有了SARS以后一年没有开会，我们可以集中精力做科学研究。现在网上可以开会，为什么一定要坐飞机旅行开会呢？所以，生活一定要正常，很多年轻人得病都是过度打扑克牌、玩电脑造成的，不在家里玩，还到网吧里面玩。广州第一个SARS病人是养豚鼠的，第一次流行，就是一帮人打了一晚上的牌，后来全得了SARS。所以，我建议大家少打麻将少打牌，少扎堆，多做一些有益身心健康的活动，那就是科学的生活态度。

         

学会“与流感共舞”

         

        ■钟扬（复旦生命科学院教授）

         

        我们首先来回顾一下1918年的“西班牙大流感”，从中得出一些跨越国界的医学和社会学上的教训与规律，然后再谈流感与人类的关系，最终确立今天我们应对流感所持的科学态度。

         

1918年“西班牙流感”是如何席卷全球的

         

        1918年，一次世界大战进入尾声。但人类所要面对的却是一场更为严峻的战争，对手叫做自然，它派出的主力军是流感。病毒序列的比对发现，今天的甲型H1N1病毒与1918年大流感的病毒仍然相似，只是存在着重排。

         

        1918年的流感叫做“西班牙流感”。关于它的起源地曾有很多猜测，来自中国？来自驻法的英军营地？来自西班牙？根据考证都不是！在战争时期，每个参战国都认为公布存在流感这个事实很可能打击自己的士气，助长敌人的威风。所以，它们都不愿意承认流感存在的事实。唯独中立国西班牙不断报道相关新闻，所以舆论把矛头都指向了西班牙，认为是“西班牙流感”。其实，1918年大流感是从美国堪萨斯州的小镇赫斯克尔传播出来的。几十年后，科学家找到了埋葬在阿拉斯加、保存良好的1918年大流感死难者尸体，通过对尸体的基因组测序并据此进行基因变异速率估算，结果与文献记载吻合。

         

        1918年，所有参战国都为最后的胜利调兵遣将，却最终点燃了大流感的导火索。随着美军登陆欧洲，短短几个月，流感从美国传染到法国、西班牙等国家；在不同港口停泊的船只也成为传染源，流感随之传到印度、缅甸、中国等等，最后成为席卷全球的最致命瘟疫。

         

为何有5000万到上亿人死于1918年大流感

         

        1927年，首次回顾大流感时，正式的死亡统计是2100万人。1940年，有科学家估计可能是5000万人。还有人认为死亡人数可能会上亿，因为当时很多国家不报，还有一些国家无法确诊是否就是大流感。2002年再度不完全统计已经达到5000万人。流感爆发时，几乎所有大城市里的棺材售罄，小孩去世时则用购物纸盒之类的东西装起来埋葬。在大流感爆发24周内，夺去的生命比艾滋病24年夺去的生命都多；大流感开始爆发的52周内的死亡人数，超过一次世界大战的全部阵亡人数；而一年造成的死亡人数几乎与黑死病绵延一个世纪的数量相等。

         

        为何扩散速度这么快呢？首先，RNA病毒变异非常快。其次，当时医疗资源十分匮乏，医护设备紧缺，且还被部队征用，如果在民间使用大量的医疗设备，对战争不利。第三，尚无疫苗和医学上的快速应对措施。作为我们今天应对流感行动指南的病毒学是1926年才确立的，而1918年尚无这门学科。

         

        最后一点值得特别注意，政府相关部门出于种种考虑——或出于国家的利益，或出于本城市的利益——对大流感的真实情况都瞒而不报。

         

        从医学上来讲，当时也不知道大流感从何而来：病原体是什么？是怎么传播的？尤其是无法确认它是不是病毒。我们知道抗生素是对付细菌的有效武器，但它对病毒往往不起作用。当时德国非常著名的细菌学家菲佛认为流感是杆菌，纽约市卫生局实验室主任威廉发现了它是病毒，但一直不敢确认。即使最后为流感研究献出生命的科学家刘易斯认为是一种离病毒很近的滤过性微生物，但考虑到权威们都认为它是细菌，也就不再坚持自己的观点。在大多数流感肆虐的军营，医生们对病毒和致病菌的处理比平民医院有经验得多，但所采取的隔离措施也很简陋，仅仅是拿一块布将病床围起来。

         

1918大流感给人类带来了哪些“财富”

         

        1918年的大流感给了人类一些意外的收获：一是发展了病毒学；二是1928年发现的“盘尼西林”即与流感相关杆菌研究有关，而1943年，艾弗里发现了DNA是染色体及基因的主要成分，更是直接催生了分子生物学。三是路易斯安那州一位参议员长期推动建立美国国立卫生研究院（NIH），1928年一场小流感来袭，美国国会终于批准了这个方案。如今，NIH已成为世界上最大的生物医学科研组织机构，几十年来的研究成果大大提高了人类公共卫生健康的水平；值得一提的是，美国开始重建自己的医学科学。一批有识之士针对当时哈佛大学医学院和耶鲁大学医学院不能培养出合格医学生的现状，借鉴国外的先进经验创建了体现美国现代医学教育体制的约翰·霍布金斯大学（Johns  Hopkins　University）和洛克菲勒研究所（现为洛克菲勒大学）。这对我国医学教育的发展或许有很好的启示。

         

疫苗研发的速度很难赶上病毒进化速度

         

        我们经常要回答公众的一些问题，比方说为什么流感这么厉害？我们能不能控制它？到底我们相信的科学有何作用？实际上，通过对流感序列的分析，我们会发现：科学在进化，人类在进化，流感病毒也在进化。科学家研究了流感进化树，发现流感病毒株呈阶梯式前进，意味着药物再有效也赶不上病毒进化的速度。因此，疫苗研制能不能追赶上病毒进化的步伐是对人类的极大挑战。总的来说，我们这些年来还是有很大的进步，特别令人振奋的是，全世界已开始合作对流感进行监控。做流感监控已不仅仅是CDC、生物学家或者医学家的事，它已成为一个社会问题，成为各界都关注并为之努力的公共事业。例如，统计进化生物地理学之类的工具已经为掌握病毒传播的历史、病毒所在地以及病毒在迁徙过程中的变化作出了贡献。

         

        随着信息的积累和数据分析工具的改进，计算生物学家和结构生物学家发现，病毒还是有一些缺陷的，我们可以以此作为新型药物的靶标。

         

对流感的关注已超越科学和医学界

         

        对流感的关注已经超越了医学和科学界。美国有两批大学生搞过流感数据分析竞赛，一组用了谷歌，还有一组用了雅虎，通过这两个搜索引擎将全世界流感在网上的数据下载后进行分析，从最终的结果来看，分析是相当准确的。2009年2月，谷歌公司工作人员发表了研究文章，他们对流感信息进行了分析，发现从谷歌网上获得的数据与专业机构CDC最后发布的数据非常吻合。这一方面说明我们已真正进入了信息时代，互联网上有了足够的数据；另一方面，从统计学来看，如果数据拟合得好，就有希望做预测了。

         

        5月8日，国际医学权威刊物《新英格兰医学杂志》上发表了一篇文章，作者来自美国许多州，他们对H1N1进行了分析，认为这次甲型流感病毒的8个片断是来自美国的猪流感和来自欧洲的流感病毒间的混合重排。重排就像“洗牌”，病毒通过这样的洗牌发生了变异，有可能获得了新的进化动力。而这种新的进化动力，如果跟环境因素结合在一起，就会产生巨大的影响。

         

人类与流感是一场不停歇的“军备竞赛”

         

        我们要有很强的心理准备，人类与流感的斗争是一场永不停歇的“军备竞赛”。既然是“军备竞赛”，就不能指望科学家来消灭所有的病毒。相反，目前我们没有这样的能力。我们当然希望可以健康地生活，但不要寄希望于预先服一种药物就能百病不侵，其实药物本身也有副作用。如果有人告诉我，他已研制出比现在的抗病毒药效强100倍的药物，各位可能欢欣鼓舞，但我会忐忑不安。为什么？也许在不久的将来，抗100倍药效的新流感就会出现。这就是“军备竞赛”的真实含义。

         

        “与流感共舞”的时代已经到来，流感也许会成为我们生活的一种常态。科学家还不能给大家带来更多的好消息，但我们要从中不断地学习。科学家不会停止脚步，他们一定会努力地工作，公众应当理解病毒也在进化，我们在与病毒赛跑，应当做好“与流感共舞”的心理准备。