为什么函数增益实验有用?

克里斯·史密斯采访了格拉斯哥大学的流感专家和病毒学家埃德·哈钦森，谈到研究人员创造了一种可能在人类之间传播的禽流感。

艾德:所以在流感领域有一个巨大的问题。我们知道流感很容易从鸟类传染给人类，因为以前的大流行就是从鸟类传染给人类的。我们知道有一种非常讨厌的高致病性H5N1病毒，也就是所谓的禽流感，它经常让人生病，但我们不知道它是否有大流行的潜力。你怎么用标准的方法，解决这个问题，一点也不明显。然后在这次会议上，Ron Fouchier，他是世界上最受尊敬的流感研究人员之一，他站起来说，我们已经回答了这个问题。我们取了一株H5N1流感病毒，我们给了它一点先机知道它通常需要什么适应才能适应在哺乳动物中生长，在一个非常安全的设施中，我们观察它是否能在雪貂中传播它是可以的。这立刻回答了我的问题。从那时起，我们知道，至少在原则上，H5N1可能成为一种大流行病毒，因此，监测H5N1毒株并投入大量努力确保这种情况永远不会发生是完全合理的。

Chris -我们有一段Ron Fouchier在会议上的讲话他宣布他一直在做这项工作。让我们来听听他是如何描述他的发现的……

Ron -我们从之前的大流行中借鉴了证据，当时禽流感病毒发生了变化并导致人类感染。在那些大流行病毒中发生的一些变化我们通过基因操作引入了H5N1病毒。H5N1病毒现在在哺乳动物的上呼吸道中复制。现在这种病毒有许多大流行病毒的特征，但我们最初发现它仍然没有传播。这非常令人惊讶。然后我们把它放入哺乳动物体内让病毒在哺乳动物体内适应几轮然后取出病毒然后病毒就会传播。因此，通过聪明的实验，我们能够将三种必要的突变引入病毒，然后因为我们不知道剩下的部分，我们让哺乳动物完成剩下的部分，它们积累了两到三种额外的突变。这五到六个突变就足以使这种病毒传播。

Chris - Ron Fouchier在2011年对我说。所以Ed，有趣的是，在那个例子中，他们通过有效地鼓励病毒以自然的方式改变来做到这一点。他们实际上并没有在基因上进行修修补补。其他科学家的做法略有不同他们从永久冻土中提取样本，例如，1918年西班牙流感的受害者他们重现了1918年西班牙流感。你也是这么想的吗?试着去理解一种病毒，不仅是流感，而且是一种非常严重的流感，需要什么?

艾德:那是一个独立的研究，这个研究发生得稍早，但实际上引起了很多同样的担忧因为你创造了一些以前不存在的东西，这是潜在的危险。那个实验并没有回答这个问题，“这种病毒会成为大流行吗?”因为我们知道是这样的。1918年的流感，有时被称为大流感，即使在今天，从大多数方面来看，仍然是我们有记录以来最严重的流行病，但当时我们不知道为什么它如此危险。因此，再一次，在非常非常可控的情况下，研究人员能够让这种病毒死而复生，并找出它如此危险的原因，这样我们就可以在未来保护自己免受类似病毒的侵害。你有点希望从灭绝中复活的第一个东西会是更可爱或更令人兴奋的东西，但实际上它确实是这种病毒。

克里斯-这是我们遇到过的最致命的疾病之一!就像你说的那样，它是否传达了值得称赞的目标，试图理解这些东西是否会成为流行病以及它们需要什么才能做到这一点，或者它们是如何引起严重疾病的，我们是否因为这些实验而更好地了解了流感生物学及其对我们构成的威胁?

艾德:当然。所以我认为，这两项研究是分开的，但是如果我们看一下H5N1的研究，那么这个问题H5N1流感病毒能适应人类吗?你可以从这项研究中得到两种类型的答案——具体答案和一般答案。具体的答案是病毒需要什么样的变化才能开始成为一种有效的哺乳动物病毒而不是有效的鸟类病毒，我们从中得到了一些答案，一些我们以前从未知道的答案。但流感是一台复杂的机器，你可以用许多不同的方式对它进行微调。因此，尽管我们了解了流感适应人类的一些方式，但我们并没有发现所有的方式。事实上，它的下一部分在2009年出现，让我们措手不及，因为它调整了病毒的一系列不同特征，这些特征在这项研究中没有出现。所以它向我们展示了一些特定的特征，一些需要注意的事情，但它并没有强调这种非常多变的病毒能够适应人类的所有可能方式。但总的来说，它明确回答了“高致病性H5N1流感病毒能否在哺乳动物中传播?”答案是非常非常明确的是肯定的，因为他们证明了它确实发生了，这是一个明确的答案。

克里斯:有没有一种方法可以让科学家们在掌握了这些知识的情况下，不需要做这项研究，不需要进行功能研究，不需要创造出潜在的极具破坏性的危险病原体?

艾德:很难想象这个普遍的问题可以用其他方式来回答。然而，这项研究发表了大量关于如何进行这些研究的关注，人们为此付出了很多努力，就是找到更安全的方法来做这些事情。所以我们已经有了非常安全的实验室，但是，例如，现在有办法在你用其他方法修复病毒的同时破坏它，以确保即使你产生的东西在某些方面更好，它也无法在外部世界茁壮成长。