“水晶球”预示流感未来

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（文/Ed Yong）博客为我打开了很多扇门。通过博客之门，我获得了很多协作的机会，获得了一些演讲的邀请，甚至还通过博客找到了新的友谊，这些都是我在写博客之初始料未及的。很多时候都会发生无心插柳柳成荫的事，这样的故事不胜枚举。
. S1 c- L/ n) E' `" m" ?: _4 W以H1N1为例，去年的时候，药物达菲对它具有强大的疗效。但有趣的是，达菲对自然存在于人群中的季节性流感病毒却并不乐观。早在2007年，季节性流感病毒就被发现对达菲具有耐药性，这要感谢一个名为H274Y的基因，正是它的变异让病毒获得耐药性。变异后的H274Y基因可以阻止达菲与病毒表面蛋白结合，这使得达菲无法发挥抗病毒的作用。
首次发现变异的毒株是在1999年。尽管1999年发现的H274Y基因变异的毒株具有耐药（达菲）的能力，但是与其他流感毒株相比，变异株显得很孱弱。这是十分常见的现象，进化出耐药性的病毒往往在其他方面表现不佳，正所谓上帝打开一扇门的时候也会关上一扇窗。正当科学家们疏忽之时，谁曾想，H274Y基因流感毒株很快就在世界各地传播开来。
0 P7 ?" V7 p- W去年，来自加州理工学院的杰西?布鲁姆找出了传播的原因。他发现原本复制能力弱的H274Y变异株出现了2个新的突变，V234M和R222Q基因。这些新的改变尽管很微小，却恰恰中和了H274Y基因给毒株带来的负效果。于是既抵抗达菲，又拥有活力的新毒株诞生了。
去年的时候，我曾说过这个故事，当时我是这么说的：
“这意味着，一株既继承了耐药性又拥有其他特性的毒株产生了。也许，随着变异的深入，一些拥有强毒力的毒株或者拥有跨物种能力的毒株即将诞生。现在我们知道，两个变异可能让H1N1也获得抵抗达菲的能力。在未来，这些变异是值得我们监测的，尤其是这些流行株。”
# I* u( D* H9 p+ n" N' p宾夕法尼亚州大学的塞吉?克雷姆斯基的研究思路正如我所料。他认为监测流感病毒的这些变异有助预测流感病毒的进化。塞吉详细地论述了不同的基因变异组合给病毒进化带来的帮助。不同基因的变异组合、不同的变异间可能互补带来1+1＞2的效果，正如H274Y与V234M、R222Q的组合一样。这就是“异位显性”现象。
6 ]! Z# a7 A0 b塞吉分析了40年来的流感基因组，计算出流感病毒在发生第一次变异后，不同的位点再度发生变异的可能有多高。如果第一次变异可加速第二次变异的速度，那么变异后的毒株都不在同一个进化树的分支上。塞吉在40年的流感基因组中发现数百个这样的变异。
. \1 _4 |8 t8 G与预期的一样，在很多案例中，第一次变异显得很普通。第一次变异对毒株没有明显的影响，不改变氨基酸序列，不改变蛋白。第一次变异仅仅是为第二次变异铺路，在接下来的3-5年间，第二次变异不仅改变基因序列还改变编码的蛋白。第一次变异预示第二次变异的到来。
最初普通的第一次变异常常被忽视，实际上第一次变异对病毒的进化十分重要。就像H274Y基因，就是为V234M和R222Q基因变异铺平了道路。2008年的时候，H274Y基因变异株已经传播到世界各地。
( `# f3 b* ?; M+ `* a塞吉可以用统计技术预测临界突变，他用达菲还没出现的数据做实验。有这些技术的塞吉相当于手握水晶球，通过水晶球透视流感的未来。我们用他的技术可以预测H1N1将拥有抵抗达菲的优势。鉴定耐药毒株对新药的开发有帮助。我们也可以尝试预测流感的进化来开发下一季的流感疫苗。
: a, x1 b& _$ r$ {领导这一研究的乔舒亚?普洛特金说，预测进化之路是这项研究的最初目的，坦白来说，我的主要兴趣是通过研究流感变异来了解分子进化之路的。随着蛋白折叠和蛋白分析技术的进步，我希望在蛋白进化课题方面也有新的斩获。
5 k! |& |4 J1 y6 k- r乔舒亚认为，有时候，出于科学兴趣从某些目的出发，往往可能获得意外的惊喜。比如说，最开始我感兴趣的是，H1N1在哪发生双位点变异会导致对达菲耐药。目前，仅仅是季节性流感病毒对达菲耐药，我认为H1N1毒株获得耐药性只是个时间问题。如果我们提前获得相关的警示，那么预防起来也许会轻松点。
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$ l4 K0 g- [* |% F博主介绍：Ed Yong，著名科学作者。他白天在英国癌症研究中心上班，晚上回家写他自己的科普博客Not Exactly Rocket Science。他的文章被众多知名刊物采用，包括New Scientist, Nature, the Economist, the Guardian, the Daily Telegraph以及SEED等。