斯克里普斯研究所的研究人员在《科学》杂志上发表的一项研究中指出，他们发现了一个关于在美国牛群中传播的H5N1禽流感病毒的令人担忧的消息：该病毒的主要表面蛋白血凝素的一个单一突变，可能将目前不太容易感染人类的病毒转变为更容易感染人类的病毒。
加州拉霍亚的斯克里普斯研究所的科学家们报告称，在血凝素上的一个突变改变了病毒最适合附着的细胞受体类型，使其从鸟类受体转向人类上呼吸道中广泛存在的受体。作者称这一发现为“明确的担忧”，这一观点也得到了其他流感科学家的认同，这些科学家应STAT的要求审阅了这篇论文。
荷兰鹿特丹伊拉斯谟医学中心的病毒学家Debby van Riel建议，目前在牛群中传播的病毒版本可能具有更高的跨物种传播潜力，即比之前的H5N1病毒版本具有更大的跳跃物种的能力。但她和其他人，包括斯克里普斯团队本身，警告说，这一个变化本身可能不足以使这种病毒变成高效的人类病原体。
威斯康星大学麦迪逊分校和东京大学交叉任命的流感病毒学家Yoshihiro Kawaoka通过电子邮件告诉STAT：“虽然识别人类型受体的突变是一个关键步骤，但病毒要完全在人类之间传播可能还需要额外的突变。”“不幸的是，我们还不知道这些额外的突变是什么，因为这一领域的研究尚未得到充分开展。”
进一步引发这一发现所引起担忧的是，该研究小组研究的血凝素同一位置的突变最近出现在加拿大不列颠哥伦比亚省一名青少年身上，该青少年在10月底左右感染了H5N1并病情严重。这名青少年已在温哥华的一家医院重症监护室住了几周。当地当局无法确定这名青少年是如何感染的。
加拿大青少年病毒的突变位于血凝素受体结合位点的226位点，这是斯克里普斯团队发现的关键位置。然而，青少年病毒中的氨基酸变化与斯克里普斯团队显示改变受体结合偏好的氨基酸变化并不完全相同。226位点的突变是青少年病毒中看到的两个重要变化之一。
目前尚不清楚这一突变是在最初感染青少年的病毒中就存在，还是在感染过程中产生的，尽管科学家们怀疑后者。不过，似乎这名青少年（已不再具有传染性）并未将病毒传给其他人，因此这种突变的病毒可能已经灭绝。
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物学教授Scott Hensley描述了单一突变可以改变这一版本H5N1受体结合偏好的发现是“令人担忧的”，特别是在加拿大病例的背景下。“我认为有可能——我不是说它会发生，但我认为有可能——不列颠哥伦比亚省的这两个替代突变如果暴露于足够多的人，可能会触发大流行。”Hensley说。
长期以来一直认为，H5N1或任何禽流感病毒都需要改变其受体结合偏好，才能获得在人群中容易传播的能力，从而触发大流行。这种类型的结合转换曾在1918年、1957年、1968年和2009年的流感大流行中观察到。但斯克里普斯团队对早期版本的H5N1进行的工作表明，需要多个突变才能实现这一目标。
这一次情况不同。“之前很难改变H5N1病毒的受体特异性，”该论文的两位资深作者之一Ian Wilson在接受采访时说。但当该团队研究从这次疫情中第一个确诊的人类病例——德克萨斯州一家奶牛场工人身上提取的病毒的血凝素时，“令我们惊讶的是，单一突变……实际上可以改变受体特异性。”
威尔逊是斯克里普斯研究所的结构生物学教授，他称在不列颠哥伦比亚省青少年病毒中出现同一位置的突变为“引人注目”。之前需要三个或更多的突变才能改变病毒的受体结合偏好，这设定了很高的门槛。但一个突变却改变了这一计算，论文中写道：“由于每个突变都是独立的，且实现额外突变的概率呈指数下降，我们观察到单一突变足以改变受体特异性……这极大地增加了实现人类传播所需表型的可能性。”
尽管如此，威尔逊强调，团队并不想过分强调他们的发现，称他们的研究无法预测病毒是否会做出这一改变，或者这是否是改变受体结合偏好的唯一途径。“显然，H5N1感染已经存在很长时间了，但这种情况还没有发生，”他说。“然而，这种病毒与以前的病毒有所不同。”范·里尔及其同事在埃拉斯姆斯的研究支持了这一观点。在最近的一篇预印本（尚未经过同行评审的论文）中，他们报告称，2022年的一个病毒版本——与现在在牛群中传播的病毒属于同一子集或分支——比2005年传播的H5N1病毒更容易附着在人类呼吸道细胞上。这种病毒版本被称为2.3.4.4b分支。截至今年，美国已有58人感染了这种病毒。（不列颠哥伦比亚省的青少年也感染了2.3.4.4b分支的病毒，尽管与在牛群中传播的病毒略有不同。）大多数美国病例都在受影响的奶牛场工作，或参与扑杀感染的家禽。没有人出现严重疾病——这一事实让Hensley担心农业行业低估了病毒构成的威胁。
全国各地的农民抵制对病毒进行检测，普遍认为比实际报告的农场和州有更多的疫情爆发。截至周四，美国农业部自3月下旬首次发现疫情以来，已确认15个州的718个牧场受到影响。
“农民和政府中有一种普遍的看法，认为这没什么大不了的——为什么要采取行动？”Hensley说。“正如我们在不列颠哥伦比亚省的病例中所见，一个或两三个替代突变可以彻底改变这一方程。突然间，你可能会有一个更具致病性的病毒。”
埃默里大学医学院微生物学和免疫学系副教授Seema Lakdawala表示同意。“作为一个国家，我们对H5N1的重视程度不够。绝对。这篇论文并没有让我更加意识到这一点，”Lakdawala说。“但如果它能提醒其他人这一点很重要，那很好。”
她和其他接受STAT采访的研究人员描述这项工作是非常好的科学。斯克里普斯团队希望了解这种病毒版本的血凝素蛋白如何获得轻松附着在人类呼吸道细胞上的能力。因此，他们研究了如果在已知可以改变病毒可附着受体的蛋白质位点发生突变，可能会发生什么。禽流感病毒附着在称为α2-3的受体上，这些受体在鸟类中丰富但在人类上呼吸道中很少见。在人类中，α2-3受体主要存在于眼睛周围的黏膜和深肺部。大多数美国病例都患有眼部感染。在人类上呼吸道中，α2-6型受体占主导地位。斯克里普斯团队确定的突变改变了从α2-3到α2-6受体的结合偏好。这项研究是通过对今年美国首例确诊病例——德克萨斯州一名农场工人（据推测因接触感染的牛而感染）身上的病毒血凝素进行研究完成的。
研究团队没有使用完整的活病毒。向禽流感病毒添加可能增加其感染人类能力的突变被认为是功能增益或增强潜在大流行病原体研究。这种类型的工作在美国未经国立卫生研究院事先批准的情况下，不得使用联邦研究资金进行。埃拉斯姆斯医学中心的病毒学家Ron Fouchier研究H5N1超过二十年，他认为斯克里普斯的论文应该提醒人们，允许H5N1在牛群中不受控制地传播是危险的。“手稿……证明了美国牛源H5流感病毒可能容易获得人类受体特异性，为迅速从美国牛群中根除这种病毒提供了另一个理由，”他在一封电子邮件中说。
Lakdawala表示赞同。“每一个病例，每一次溢出，都有可能适应，”她说。
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