禽流感为啥致命?Science|它不怕人类发烧温度!PB1 基因成"高温耐药"关键
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2025-12-03 20:15:44
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(来源:生物谷)

转自:生物谷

发烧是人类对抗病毒的重要防御机制,体温升高到 38℃以上就能抑制多数病毒复制——但禽流感病毒偏偏是个 “例外”。

剑桥大学和格拉斯哥大学领导的国际团队在《科学》杂志发表的最新研究揭示:流感病毒之所以对人类构成致命威胁,核心原因是它能在 40℃以上的高温下高效复制,完美躲过发烧带来的抗病毒防御;而这一 "高温耐药" 能力,全靠病毒的 PB1 基因,历史上 1957 年、1968 年的流感大流行,都是人类流感病毒通过基因重组获得了禽类来源的 PB1 基因,才引发了大规模重症。

流感病毒的 "生存策略" 的差异,早就注定了它们的致病性不同。人类季节性甲型流感病毒很 "怕冷",主要在温度约 33℃的上呼吸道繁殖,一旦体温升高到发烧水平就难以存活;而禽流感病毒的自然宿主是鸭子、海鸥等鸟类,它们的肠道温度高达 40℃-42℃,长期适应让禽流感病毒进化出了耐高温的特性。

更危险的是,禽流感病毒在人类体内倾向于攻击温度 37℃的下呼吸道,这种组织嗜性(tissue tropism)本身就更容易引发重症,再加上它对发烧温度的抵抗力,一旦跨物种传播给人类,很容易突破免疫系统的第一道防线。

为了验证发烧对不同流感病毒的影响,研究团队设计了严谨的动物实验。他们选用对人类无毒、实验室驯化的 PR8 流感病毒作为研究模型,通过升高环境温度让小鼠核心体温达到发烧范围(比正常体温高 2℃),模拟人类感染后的发烧状态。结果显示,发烧温度能显著抑制人源 PR8 病毒的复制,让原本可能致命的感染变成轻微症状;但当研究人员给 PR8 病毒换上禽流感来源的 PB1 基因后,这种 "高温防御" 完全失效——携带禽源 PB1 基因的病毒在发烧温度下依然能高效复制,导致小鼠出现严重体重下降、肺部高病毒载量等重症表现。

进一步研究发现,PB1 基因上的两个关键氨基酸突变(G180E 和 S394P),是赋予病毒高温耐药性的核心,而 1918 年、1957 年、1968 年三次全球流感大流行的病毒,都携带了来自禽类的 PB1 基因片段。

病毒的 "基因交换" 能力,让这种风险随时可能爆发。当人类流感病毒和禽流感病毒同时感染同一个宿主(比如猪、人类)时,它们会发生基因重组,人类病毒一旦获得禽源 PB1 基因,就会摇身一变成为 "高温耐药" 的危险毒株。这也解释了为什么禽流感病毒感染人类的死亡率居高不下,比如 H5N1 禽流感的人类感染死亡率曾超过 40%,正是因为它的 PB1 基因让它在人类发烧时依然能疯狂复制,破坏肺部组织。研究还发现,宿主细胞的 ANP32 蛋白也会影响病毒的温度敏感性,禽类的 ANP32 蛋白能进一步增强病毒的耐高温能力,而人类 ANP32 蛋白则会放大病毒的温度依赖性,这也让禽流感病毒在人类体内依然能保持部分耐高温特性。

这些发现不仅揭开了禽流感致命的核心机制,更给流感防控带来了关键启示。研究第一作者、格拉斯哥大学 Matt Turnbull 博士指出:"监测禽流感毒株的 PB1 基因变异,能帮助我们提前识别高风险毒株,为大流行防范争取时间。" 资深作者、剑桥大学 Sam Wilson 教授补充道,人类感染禽流感的案例虽不常见,但每年仍有数十例报告,了解其耐高温机制对疫情监测至关重要,尤其是当前高致病性 H5N1 禽流感仍在全球传播,需高度警惕其跨物种传播风险。

此外,研究也对临床治疗提出了思考:发烧对普通流感有效,但对携带禽源 PB1 基因的流感病毒可能作用有限,未来或许需要针对性开发靶向 PB1 基因的抗病毒药物;同时,临床中是否使用退烧药也需更谨慎,已有证据表明,盲目退烧可能会让普通流感病毒更容易复制传播,对禽流感感染者的退烧治疗更需要权衡利弊。

参考文献:

Matt Turnbull et al, Avian-origin influenza A viruses tolerate elevated pyrexic temperatures in mammals, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adq4691.

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