萨拉·索耶的肖像照

图片来源:Glenn J. Asakawa/科罗拉多大学博尔德分校

病毒与宿主的关系非常微妙，但突变可以并且已经产生了可以从动物跳到人类的菌株。科罗拉多大学博尔德分校生物前沿研究所的病毒学家Sara Sawyer接受了采访自然关于病毒在物种间的跨越必须做什么，并描述了她的实验室关于未来威胁的一个令人担忧的发现。

动物病毒是如何感染人类的?

大多数动物病毒不会感染人类——我们一直在摄入病毒，而且大多数病毒会直接穿过人体。为了对我们造成伤害，病毒必须设法进入我们的细胞，这样它就可以把细胞当作制造自己的工厂。动物病毒需要施展几招才能做到这一点。

首先，它们需要避开我们免疫系统的各个方面——这不是一个小任务。第二，它们需要在我们的细胞中复制。一种在动物宿主的选择性压力下进化的病毒会突然进入人类体内，并能够做所有这些事情，这是很罕见的。

动物病毒通常能在人类细胞中复制吗?

几乎没有。病毒与数十至数百种宿主蛋白质相互作用以复制自己。动物病毒适应于使用这些蛋白质的动物版本，而不是人类版本。然而，在罕见的情况下，动物病毒可以在人类细胞中微弱地复制，这是一个令人担忧的问题——一旦你有了一个能够复制的病毒，你就有了一个能够进化的病毒。

病毒复制基因组时所犯的错误是进化的饲料。复制的动物病毒可能会积累突变，使其更善于利用人类细胞作为复制工厂，或更好地规避人类的防御。而且，一旦动物病毒进入人体内，自然选择将有利于使病毒成功的突变。一些动物病毒还需要50个突变才能在人类身上复制;另一个可能只需要一个突变。

怎样才能知道动物病毒是否接近跳到人类身上?

为了了解哪些病毒离能够在人类中繁殖只有一步之遥，我们必须弄清楚病毒需要克服多少障碍——有多少病毒复制步骤在人类中不起作用，以及我们的免疫块中有多少是活跃的。

例如，我们可能首先要看看病毒是否能与人类细胞上的受体结合从而进入人体。我们能做到的一种方法是，从动物宿主中提取一个细胞系，敲除病毒使用的受体，用人类版本替换它。如果病毒仍能在正常水平复制，这意味着它可以很好地利用人类受体。如果我们只得到预期复制的50%，那就说明人类版本对这种病毒有效，但这并不理想。如果我们没有看到复制，就意味着病毒还不能使用受体。

我们可以对每一个我们知道可能对病毒必须执行的每项任务很重要的蛋白质重复这个过程，一次替换一个。这让我们能够确定是什么阻止了病毒在人类细胞中复制，并将那些只需要克服一两个障碍的病毒与那些还有很长的路要走的病毒区分开来。

哪些病毒最容易感染人类?

感染灵长类动物的病毒尤其令人感兴趣。灵长类动物提供的生理环境与人类如此相似，以至于我们看到灵长类病毒一次又一次地跳到人类身上——寨卡病毒、艾滋病毒和登革热病毒都来自灵长类动物。

我们最近研究了一个被称为猴动脉病毒的病毒家族，对它知之甚少。这些病毒与导致艾滋病毒和艾滋病流行的猿类免疫缺陷病毒有着惊人的相似之处。就像HIV一样，这些猴动脉病毒如果跳到人类身上可能是高度致命的，我们的研究表明它们可能会这样做(c·j·沃伦et al。细胞https://doi.org/jgnv;2022）.

关于猿动脉病毒感染人类的能力，你发现了什么?

猿猴动脉病毒是一些非洲灵长类动物特有的病毒。在圈养的灵长类动物设施中，这些病毒已导致出血热和死亡的暴发。我们使用猴出血热病毒(SHFV)作为该病毒家族的代表，并首次确定CD163为该病毒进入细胞的受体。我们不高兴看到人类版本对病毒完全有效。

然后我们问SHFV是否可以利用人类细胞的所有其他机制进行复制。我们不仅在人类细胞系中发现了这种病毒，而且在一个案例中，SHFV产生了天文数字的自身副本。接下来，我们证明，在至少一种细胞类型中，SHFV似乎能抵抗干扰素反应，这是先天免疫的一个重要组成部分。我们清单上的最后一项是我们的适应性免疫系统，比如抗体，如果最坏的情况发生，它有望挽救局面。不幸的是，像艾滋病毒一样，SHFV是一组病毒的一部分，人类对这些病毒没有现有的免疫力。

我们该怎么做呢?

我们需要关注人类动脉病毒感染，这是目前从未观察到的。例如，我们可以对非洲灵长类动物地方性感染动脉病毒地区的人进行血液测试，看看是否有人对这些病毒有抗体——如果有，就说明以前感染过。不幸的是，目前还没有针对这些病毒的抗体测试。