禽流感已成为一种全球性的威胁。人们对禽流感病毒流行变异规律、病毒感染和免疫的机制、病毒重要编码蛋白功能以及与感染细胞相互作用机制、病毒感染人和使人致病的机制等问题并不清楚，严重影响了对人类禽流感感染的防治。在国家自然科学基金的支持下，中科院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室研究员高福主持完成的国家自然科学基金重大项目――“禽流感关键基础科学问题研究”日前结题，该研究取得了一系列原创性成果，被专家组评为特优。
在四个领域展开研究
2004年初，广西隆安县一家个体养鸭场发生大面积死亡疫情，这一疫情被国家禽流感参考实验室确诊为H5N1亚型高致病性禽流感，这是中国公布的首例确诊高致病性禽流感疫情。国家自然科学基金委员会迅速作出反应，组织研究力量开展禽流感相关问题的基础研究。由高福主持的国家自然科学基金重大项目――“禽流感关键基础科学问题研究”开始对2005年至2008年间，我国北方地区流行的禽流感病毒进行流行病学调查和研究。
该重大项目主要有四个方面的内容，其中高福负责“禽流感病毒感染的免疫应答及免疫保护机制研究”，中国农业大学教授刘金华负责“禽流感病毒分子流行病学和病毒进化变异规律研究”，中科院生物物理研究所研究员刘迎芳负责“禽流感病毒主要蛋白的结构与功能研究”，国家疾病预防控制中心研究员舒跃龙负责“人感染禽流感病毒机制研究”子课题。
“我们一开始拟从流行病学、感染与免疫、蛋白质结构功能以及感染机制等几个方面开展研究，解决禽流感防治中几个关键科学问题。项目进行中期评估时，因为内、外部因素发生了变化，我们对问题的认识也更深入了。在经过专家组论证后，我们根据专家组的意见，调整了研究重点，四个子课题都有不同程度的调整，及时终止了部分未取得明显进展的研究。并进一步明确了努力方向，把主要力量放在重点研究方向上。”高福说。
项目评审专家组在验收意见上写道：该项目在禽流感病毒分子流行病学、病毒蛋白结构与功能、感染机制与免疫应答、禽流感病毒感染人的特点与传播途径等方面都取得了原创性的结果，圆满完成了计划任务，为进一步开展流感基础研究、流感疫苗的研制、药物开发提供了新的思路。通过该项目的实施，项目组凝聚了国内跨学科领域的研究人才，开展了与国内外同行的广泛交流与合作，形成了具有国际竞争力的团队。
掌握病毒的抗原变异趋势
“我们在进行不同地区养殖场的不同品种畜禽和野生禽鸟流感病毒检测，分析病毒基因的遗传变异状况和进化状况，阐明病毒的分子流行病学特征，解析病毒的进化和变异趋势；同时利用免疫学技术制备病毒血凝素单克隆抗体，利用制备的血凝素单克隆抗体，进行病毒血凝素抗原表位研究，从而掌握病毒的抗原变异趋势，为动物流感的有效防控和人类流感的发生与流行提供重要的分子生物学和免疫学信息。”高福说。
2005年，青海湖斑头雁高致病性禽流感造成6000多只10个不同品种野鸟的发病与死亡，该项目组的研究证明，病毒为变异的高致病性H5N1亚型毒株(结果发表于Science)。2009年5月，青海湖地区又发生了小规模的流感暴发，课题组在死亡的候鸟组织中分离到9株禽流感病。基因进化分析表明：2009年分离株发生了基因重排。越来越多的数据表明，迁徙鸟在禽流感病毒的全球传播中发挥着“载体”和“传播器”的重要角色。因此加强候鸟迁徙路线附近的湿地、湖泊及候鸟聚集区的流行病学调查必将有利于世界禽流感疫情的实时监控和预警，为预防和控制禽流感提供准确、及时的科学调研。课题组在禽流感病毒致病与免疫机制、传播途径、病毒感染抑制等方面都取得了重要的原创性进展。
在禽流感病毒分子流行病学和病毒进化变异规律研究方面，项目组对辽宁、内蒙、北京、天津、河北、河南、山东等北方地区的家禽养殖场及活禽市场开展了流感病毒的流行病学调查，追踪并分析了该地区家禽禽流感病毒的分子演化及变异规律，揭示了流行期间的抗原变异特征，为了解家禽禽流感的流行现状及相应防控措施的制定提供了重要科学依据。
研究人员对2005年至2008年间我国北方地区的养禽场及活禽市场开展了H9N2亚型禽流感病毒的流行病学调查。研究表明，我国H9N2亚型流感病毒经历了频繁而复杂的重组，共发现了54种基因型，其中18种为稳定基因型，36种为一过性基因型。将众多基因型根据病毒的主要基因来源进行分类，可以分为BJ/94类、F/98类、G1类以及BG类四种基因型系列。2000年之前，我国普遍流行的是BJ/94类基因型；之后，逐渐被F/98类代替，而且直至目前该基因型仍呈优势流行趋势。
我国北方流行的主要基因型仅为BJ/94及F/98类，而南方地区还存在G1类及BG类；病毒的流行宿主，北方地区以鸡为主，而南方地区存在鸡、鸭、鹅以及鹌鹑等少数种类鸟多种流行宿主。因此，南方地区的病毒流行情况较北方复杂，该地区仍是我国H9N2亚型流感病毒流行的中心。该研究第一次从血清学的角度证明，H3亚型禽流感病毒在我国大部分地区的鸡群中存在感染。研究结果揭示了H5亚型禽流感病毒扩大了感染宿主的范围，并通过重排产生新亚型，提示我们要高度重视新亚型H5N5的致病与流行特征和病毒经哺乳动物适应后的变异趋势。
在人感染禽流感机制研究方面，研究人员对国家流感中心从确诊病例中分离到的30株人禽流感H5N1病毒进行了基因组8个基因片段的全部基因序列测定。全基因组分析表明，目前分离到的人禽流感病毒未发现与人流感病毒的重配，重要位点的分析也表明该病毒仍然是禽源，未发生本质的突变。
研究人员对5例H5N1病人病理标本进行检测，为发病后9至10天致死性病例研究发现，病毒主要累及呼吸系统。研究者还发现，禽流感病毒可以在肠组织感染和复制。证明H5N1病毒有一定的耐酸性，H5N1病毒在pH4~pH5仍可存活在人结肠,而人流感病毒H1N1在pH5以上存活。因此推测H5N1可以通过消化道进行传播。研究人员采用免疫组化技术和原位杂交技术对病毒在细胞中定位技术对患病胎儿的检测证明，胎儿的肺、肝等脏器组织呈现H5亚型阳性，说明胎儿也受到病毒的攻击，进而表明H5N1病毒可以感染通过胎盘屏障。这为疾病的控制提供了科学依据。
筛选禽流感抑制剂
流感病毒疫苗接种是当前人类预防流感的首选措施，然而，由于流感病毒血清型众多，一旦流感病毒疫苗株和流行株的抗原性不匹配，就会导致疫苗失效，无法提供相应的保护；同时由于流感病毒变异的速度很快，疫苗研发的速度落后于病毒变异的速度，新的流行株出现后，其对应疫苗的制备至少需要6个月的时间，造成疫苗制备一直处于被动状态，故无论传统灭活疫苗，还是基因工程疫苗、核酸疫苗等新型疫苗都无法对所有类型的流感病毒提供交叉保护。
目前用于治疗流感的化学药物有两大类：一是离子通道抑制剂，即以流感病毒的离子通道蛋白M2为靶标，通过干扰流感病毒M2蛋白的离子通道活性而阻碍流感病毒的复制，该药有较大的毒副作用，而且目前已经出现耐药株。二是神经氨酸酶抑制剂，即以流感病毒的神经氨酸酶NA为靶标的抑制剂，通过抑制该酶的活性而有效地抑制病毒粒子在宿主细胞膜表面的释放，从而抑制流感病毒感染新的宿主细胞的过程。目前在H5N1禽流感病毒感染的患者体内也出现了对该药的耐药株。此外还有些人工合成的唾液酸寡聚糖类似物和抗A型流感病毒的单味和复方中药制剂，但都因种种原因难以在大范围内推广。
面对高致病性禽流感病毒近年来跨越种间障碍进行传播并造成新一轮世界大流行的可能性，以及人流感病毒常常发生流行的现状，研究人员提出与已有抗流感病毒药物作用机理完全不同的一种新的药物研制策略：该策略以流感病毒感染宿主细胞这一关键步骤为靶标，基于流感病毒的膜蛋白HA在膜融合前后的构象变化特点，设计和合成了特异性的抑制剂，可以有效地抑制高致病性禽流感病毒H5N1亚型和人流感病毒H1N1亚型、H3N2亚型流感病毒对其敏感细胞-MDCK细胞的感染，能对致死剂量的禽流感病毒攻击小鼠进行100%的保护。这可能成为继NA、M2之外的抗流感药物的第三个靶标。
