追踪流感的中国人

■本报记者 丁佳
 
北京的一个深夜，中科院微生物所二年级博士生孙晓曼放下移液枪，关闭了显微镜，心里感到一阵轻松。
 
这个刚刚结束了3个多月辛苦实验的年轻小姑娘可能还不知道，她和她所在的实验室刚刚赢得了一场激烈的国际竞争。
 
新病毒乍现？
 
近代以来，流感病毒曾数次引起大规模流行病，对人类健康造成了巨大威胁。为应对流感侵袭，科学家对流感病毒传播机制和致病机理的研究从未停止。
 
学界普遍认为，流感病毒起源于禽类，但如今却在多种哺乳动物中广泛传播，如猪、虎、马等大型动物，以及狗、海狮等小型动物。
 
其中，蝙蝠是否携带流感病毒或者发病引起了科学家的极大兴趣。中科院微生物所助理研究员施一说：“蝙蝠的种数高达近1200种，占哺乳动物物种总数的1/4，成员遍布全世界。它们能通过飞行进行长距离迁移，还有社会性，这些都有利于流感病毒的传播和获得。”
 
今年春天，美国生物学家Ruben O. Donis和他的同事经过两年的“蹲点”，终于在南美洲的危地马拉逮到了几只特殊的蝙蝠。
 
随后，Donis等人从这些蝙蝠体内扩增出一种全新的A型流感病毒基因组，这种病毒的基因组片段与现在所有已知的病毒亚型相比，都有着很大差异。
 
这是个令人震惊的事实。“蝙蝠携带多种病毒，是病毒学研究的主要对象。”施一告诉《中国科学报》记者，“如果新发现的流感病毒基因组被证明可形成活病毒，蝙蝠可能会是流感病毒重要的中间宿主，流感病毒的自然贮存宿主就又增加了一个新成员，这对流感病毒的研究与防控意义重大。”
 
果然，美国人的发现一经发表，全球各大实验室便马上行动起来。
 
快速揭秘
 
中科院微生物所病原微生物与免疫学重点实验室是最早着手开展这项研究的团队之一。该实验室主任、囊膜病毒与结构免疫学组长高福认为：“中国已经具备了相应的突破能力。”
 
在流感病毒表面，有两种关键的囊膜蛋白——血凝素蛋白（HA）和神经氨酸酶蛋白（NA），它们分别负责流感病毒粒子的侵入和释放，也因此成为流感疫苗和抗流感药物研制的重要靶点。人人闻风色变的禽流感H5N1病毒中的“H5”和“N1”，就是代表着不同的血凝素蛋白和神经氨酸酶蛋白亚型。
 
此次在危地马拉蝙蝠体内发现的新病毒，其HA和NA与其他病毒的差异尤为明显。Donis将它们分别命名为H17和N10，以区别于已知的H1～H16和N1～N9亚型。
 
“结构与功能”联合研究正是高福课题组的强项。
 
科研人员马上开始对新型流感病毒H17和N10蛋白进行研究，他们迅速拿到这两个蛋白的晶体结构，并根据结构进行了一系列的功能研究。
 
结果令人咋舌。“N10蛋白非常新，它没有N1～N9中的关键酶活位点，维系酶活位点的周围关键结构域也发生了显著变化。这就是说，它并没有NA蛋白常规的神经氨酸酶活性所需要的结构基础，我们进一步的实验也验证了这一点。”孙晓曼说。
 
要知道，许多抗流感药物正是与酶活位点结合才发挥作用的。新病毒的N10没有常规酶活，却可能在蝙蝠体内生存，它有没有可能是其他流感病毒的“先祖”？人们能否借此了解蝙蝠来源流感病毒的感染机制？
 
相关的疑问还有很多，但不管怎样，中国科学家的这一发现，已将人们对神经氨酸酶家族的认识和探索推向了一个新的层次。
 
新生力量
 
重要的科学工作总是存在竞争。在高福课题组将蝙蝠携带流感病毒N10的工作整理成文后投稿的第21天，美国斯克利普斯研究所分子生物学家Ian Wilson也将类似的研究投给了《美国科学院院刊》，最后两篇文章同期发表，该刊还同时配发了评述文章。
 
这一结果来之不易。与上世纪80年代就开始从事这类工作的英美国家相比，中国是这一领域不折不扣的后起之秀。
 
2004年高福凭借“百人计划”从牛津大学回国后，开始了在国内的流感病毒研究，并组建病原微生物与免疫学实验室，实验室直到2008年12月才正式成为中科院重点实验室。
 
但专注为高福赢得了时间。短短几年里，实验室不但成长为一颗冉冉升起的新星，高福课题组针对流感突发事件的反应速度也赢得了同行的尊重。
 
2005年，课题组率先在《科学》杂志上报道野生迁徙鸟可以感染高致病性H5N1禽流感；2010年，他们关于2009年甲型H1N1大流感NA蛋白结构的研究发表在《自然—结构与分子生物学》上；2011年，其有关新型NA抑制剂的作用机制研究发表在《科学公共图书馆—病原》上。一系列工作都引起了国内外同行的广泛关注。
 
“可以想见，如果没有成熟的蛋白结构和功能研究平台，我们就不能这么快拿到结果，与国外顶尖机构比肩。”施一感慨称。
 
而随着名气的扩大，实验室还变成了一个小“联合国”，美国、荷兰、英国、朝鲜等等，越来越多的外国青年才俊慕名来到这里，与中国科学家一道“追踪”流感。