新型病毒性流行病对公共卫生和社会构成重大挑战。了解病毒的演变过程并从过去的疫情中吸取教训,对于制定有针对性的应对措施至关重要。1918-1920年所谓的"西班牙流感"是历史上最具破坏性的流行病之一,在全球夺去了约2000万至1亿人的生命。然而,直到现在,人们对该流感病毒在疫情期间如何变异和适应仍知之甚少。
成功测序百年流感病毒
由巴塞尔大学(原苏黎世大学)古遗传学家、考古科学教授维雷娜·许内曼领导的国际研究团队,现已重建了导致1918-1920年大流行的流感病毒的首个瑞士基因组。研究中,研究人员使用了苏黎世大学进化医学研究所医学收藏中一份经福尔马林固定的百年历史湿标本样本。该病毒来自苏黎世一名18岁患者,他在瑞士第一波疫情期间死亡,并于1918年7月接受了尸检。
瑞士病毒基因组的三个关键适应性变化
"这是我们首次获得瑞士1918-1920年大流感的基因组数据。这为理解疫情初期病毒在欧洲的适应动态开辟了新视角,"通讯作者维雷娜·许内曼表示。通过将瑞士基因组与先前公布的少数德国和北美流感病毒基因组进行比较,研究人员发现瑞士毒株已携带三个对人类的关键适应性变化,这些变化在病毒种群中持续存在直至疫情结束。
其中两个突变增强了病毒对人类免疫系统中抗病毒成分的抵抗力——这是抵御类禽流感病毒从动物传播给人类的重要屏障。第三个突变涉及病毒膜中的一种蛋白质,该变化提高了其与人体细胞受体的结合能力,使病毒更具韧性和传染性。
新型基因组测序方法
与由稳定DNA构成、引发普通感冒的腺病毒不同,流感病毒以RNA形式携带遗传信息,而RNA降解速度更快。"古RNA只能在特定条件下长期保存。为此我们开发了新方法,提升从此类样本中回收古RNA片段的能力,"该研究第一作者、来自苏黎世大学的克里斯蒂安·乌尔班解释道。这种新方法现可用于重建更多古RNA病毒基因组,并使研究人员能够验证回收RNA片段的真实性。
无价的档案库
研究中,研究人员与苏黎世大学医学收藏馆及柏林夏里特大学医院医学史博物馆紧密合作。"医学收藏馆是重建古RNA病毒基因组的无价档案库。然而,这些标本的潜力仍未得到充分利用,"该研究合著者、苏黎世大学进化医学研究所所长弗兰克·吕利表示。
研究人员相信其研究成果对未来应对疫情尤为重要。"更深入地理解病毒在长期大流行期间适应人类的动态过程,有助于我们建立未来疫情的预测模型,"维雷娜·许内曼指出。苏黎世大学合著者卡斯帕·斯托布补充道:"通过结合历史流行病学与基因传播模式的跨学科方法,我们能为计算模型建立循证基础。"这需要进一步重建病毒基因组以及包含更长时间跨度的深度分析。
Story Source:
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Journal Reference:
Christian Urban, Bram Vrancken, Livia V. Patrono, Ariane Düx, Mathilde Le Vu, Katarina L. Matthes, Nina Maria Burkhard-Koren, Navena Widulin, Thomas Schnalke, Sabina Carraro, Frank Rühli, Philippe Lemey, Kaspar Staub, Sébastien Calvignac-Spencer, Verena J. Schuenemann.An ancient influenza genome from Switzerland allows deeper insights into host adaptation during the 1918 flu pandemic in Europe.BMC Biology, 2025; 23 (1) DOI:10.1186/s12915-025-02282-z
2025-08-02
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