2022-11-11 16:06:14, 丹纳赫生命科学 丹纳赫生命科学
背景
秋冬来临,又到了感冒频发的季节。说起感冒,大家可能觉得只是个小毛病,扛个两三天就好了。
事实真的如此吗?
(图片来源:可画)
现代医学把感冒分成了普通感冒和流行性感冒。不同于普通感冒,流行性感冒是一种由流感病毒引起的传染性疾病。感染后,大部分人会在1~2周内自行康复,但部分患者会出现危及生命的并发症(例如肺炎、脑炎、心肌炎)。
由于流感和普通感冒的症状相似,人们对流感的重视程度并不高。
但是谁曾想到,叫停第一次世界大战的竟然是流行性感冒。后经证实,这场疾病大流行的病原就是H1N1流感病毒,在全球范围内估计超过1亿人死于这场浩劫。
(图片来源:BBC NEWS:
https://www.bbc.com/zhongwen/trad/world-52467463)
1918、1957、1968和2009年,人类历史上经历过的四次流感大流行,每一次流行的流感病毒都不一样,而变异和跨种传播,正是它们偷袭人类的“法宝”。
我们不禁要问,流感病毒为什么可以频繁变异,它的进化有规律可循吗?
要回答这些问题,首先,需要对流感病毒做一次系统的认识。
分型
流感病毒本质上是一种RNA病毒,由于缺乏对复制过程产生变异的修复机制,因此,RNA病毒在结构上极其容易发生变异。
(图片来源:可画)
在分类学上,它属于正黏液病毒科。根据感染宿主不同,流感病毒可以分为人类流感病毒、禽流感病毒、猪流感病毒、牛流感病毒等。
从病毒结构上看,根据其核蛋白抗原性,可以将流感病毒分成四类:
甲型流感病毒,也称为A型流感病毒。
乙型流感病毒,也称为B型流感病毒。
丙型流感病毒,也称为C型流感病毒。
丁型流感病毒,也称为D型流感病毒。
其中,甲型流感病毒广泛存在于动物界中,而且变异性极强,一旦爆发可能会造成世界流感大流行。
乙型流感病毒不分亚型,一般仅在局部地区爆发。
丙型流感一般感染症状较轻。丁型流感目前仅在猪和牛中被发现。
流感病毒的结构包括核心、基质蛋白以及囊膜。囊膜上除了磷脂分子,还有两种非常重要的糖蛋白:血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA )。
(图片来源:可画)
在甲型流感病毒中,根据HA和NA的抗原性,又分为不同亚型,至今已发现18种HA亚型和11种NA亚型。甲型流感病毒命名时需要标注HA和NA的亚型,例如H1N1、H2N2、H3N2等。
变异
1、跨物种传播
2013年,我国出现了新型H7N9甲型流感病毒,该病毒在全国各地传播,造成了多例死亡。好景不长,2017年初H7N9卷土重来,这次H7基因发生了突变,变成了H7N9高致病性禽流感病毒。
(图片来源:可画)
长期以来,猪被普遍认为是病毒重配的主要中间宿主,人类病毒和禽类病毒可以在猪体内共存,病毒之间会发生基因组片段重配和进化,从而产生新的人类流感病毒。
禽流感HA蛋白的主要细胞受体是α-2,3-半乳糖苷唾液酸,而人上呼吸道主要受体是α-2,6-半乳糖苷唾液酸。发生基因重配后的新型H7N9禽流感病毒,增强了其HA与α-2,6-半乳糖苷唾液酸受体结合,具备“双受体结合”的特点,获得了感染人上呼吸道细胞的功能,从而能够在人际间有限传播。
(图片来源:CDC:
https://www.cdc.gov/flu/avianflu/h7n9-images.htm)
2、进化机制
流感病毒通过基因组进化,从而逃避获得性免疫主要有两种方式:抗原漂移(Antigenic drift)和抗原转变(Antigenic shift)。
抗原漂移:是指变异幅度小或连续变异,属于“量变”,也就是亚型内变异。通常这种变异是由病毒基因点突变和人群免疫力选择引起的,造成的疾病流行一般是小规模的。新旧毒株之间存在交叉免疫,针对旧毒株的免疫反应对新毒株一般仍然有效。
(图片来源:Epomedicine. Antigenic Shift and Drift [Internet]. Epomedicine; 2017 Apr 5 [cited 2022 Sep 11]. )
抗原转变:病毒株上的一种或两种表面抗原结构发生变异,形成新的流感病毒亚型,变异幅度较大,属于“质变”。由于人群缺少对变异病毒株的免疫力,所以会引起流感大流行。甲型流感病毒变异最为频繁,每隔十几年就会发生一个抗原性大变异,对人类造成的潜在威胁特别大。
正是由于流感病毒结构不稳定、亚型种类多、跨物种、重配频繁,使得它的变异难以预测,防不胜防。虽然如此,但我们并不是毫无办法,我们可以通过各种手段和技术在各个环节进行检测和监控。
抗感染解决方案
丹纳赫生命科学关注流感病毒研究的需求,基于旗下众多运营公司的技术,开发出了抗感染综合解决方案。
病原体鉴定
病原体鉴定是从患者的代谢排泄与分泌物(唾液、痰液、粪便等)、血液等进行检测,通过特定指标鉴别相关病原体,为后续用药方案提供依据。
丹纳赫生命科学旗下的IDT 给用户提供 xGen ssDNA&Low input DNA Library Preparation kit 和 xGen custom amplicon panel 两种方案选择,满足流感病毒宏基因组测序以及快速检测鉴定病毒的需求。
药物疗效检测
在致病病原体被确认后,通过药物治疗是常见的手段。开发候选药物后,需要对药物疗效进行检测。
丹纳赫生命科学旗下SCIEX的 AB SCIEX Triple QuadTM 4500MD 液相色谱串联质谱检测系统,具备多指标、高准确性的药物成分检测能力。
搭配旗下艾杰尔-飞诺美的 96 孔板,可充分去除杂质,减少宕机;另搭配同品牌的 Kinetex 和 Luna Omega 色谱柱可以提高检测灵敏度、检测准确性和检测效率。
患者免疫监控
血液检测是感染治疗过程中常见的实验内容。通过免疫监控,可以判断病人的病情状态,也可以解释体内发生的紊乱炎症反应。
丹纳赫生命科学旗下贝克曼库尔特的 CytoFLEX 流式细胞仪,可全面监测淋巴细胞分型,监控免疫状态。特别适合监测细胞因子,为病毒引起的细胞因子风暴提供检测与用药依据。
搭配同品牌全新的 Supernova 染料,感染监测活化和 T 细胞分化的 panel 拓展可至12色,减少了样本的管数,提高了操作者的工作效率。
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