流感病毒的“七十二變"

一些RNA病毒（比如流感）的基因組是分節的RNA片段。這些RNA片段在病毒的復制過程中會混合在宿主細胞中，進入不同病毒顆粒的時候會出現重新組合（Reassortment）。這種機制對流行性病毒的爆發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病毒的進化的影響，以及宿主細胞的相應機制。

在有些宿主細胞中，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胞中。在病毒復制并離開宿主細胞的時候，一些病毒會將其他類型病毒的RNA片段包裹進病毒顆粒，進而導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，大規模流行的流感病毒，很多都是由這種機制創造的，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。很多新出現的病毒并非憑空產生的，而是由一些已有的病毒組合成的。

發生重組的先決條件是，多個病毒顆粒感染了同一個宿主細胞。在這個宿主細胞中，這些病毒的RNA片段得到復制，接著被包裹進入不同的蛋白質衣殼中，從而完成重組。科學界對這些RNA片段如何進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片段可以隨機進入任何一種病毒的衣殼中。另一種解釋得到大多數人的認可，這個理論認為，一個流感病毒會包裝8條RNA片段進入病毒顆粒，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，測序核酸之后進行進化樹分析。除了zui初的人工檢測進化圖譜來判斷不同毒株的進化關系，現在有些新的方法使用自動化的方法完成檢測，例如針對zui初的進化樹分析，現在有結合基于貝葉斯系統發生，進化樹距離的多維調控，以及時間分辨的貝葉斯系統發生。通過這些基因組學的方法，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生重組。例如在禽類中，很多被感染的動物體內存在多種不同的病毒亞型。基因組學數據發現，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，這會根據不同的動物類群、不同的病毒種群、亞型等相關。研究還發現，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？通過大量的數據，科學家發現，伴隨著病毒基因組的重組同時發生的事件還有病毒蛋白質氨基酸的短暫性突變，這種突變主要發生在病毒表明的糖蛋白血凝素上。血凝素是一種宿主細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手段。這種變異可能會明顯提高病毒的適應性，但是實際上在血凝素上面的突變，會在復雜的環境下（多種選擇壓力因素）也可能導致適應性的下降。同時，重組會造成抗藥株的出現。

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。因此，這個研究能夠加深我們對流感的認識，為開發更好的抗流感藥物提供了基礎。