1977年重新出现的H1N1毒株和功能获得辩论(2015)

1977-1978年的流感疫情可能不是自然事件，因为该病毒的基因序列与数十年前的毒株序列几乎相同。虽然有几个假说可以解释它的起源，但1977年流行于实验室事故的可能性最近在关于获得功能(GOF)流感病毒研究的生物安全风险的讨论中变得流行起来，作为为什么不应该进行这项研究的理由。美国现在暂停资助GOF研究，同时分析收益和风险，包括发生事故的可能性。鉴于这一历史流行病对正在进行的政策辩论的重要性，我们重新审视1977年疫情不是自然流行的证据，并检查三个潜在的根源：实验室事故、活疫苗试验逃脱或故意将其作为生物武器释放。根据现有证据，1977年的菌株确实与几十年前的菌株过于匹配，不太可能是自然发生的。虽然在没有额外证据的情况下无法最终确定疫情的来源，但除了实验室事故假说之外，还有非常可信的替代方案，这削弱了1977年的经历与现代GOF辩论的相关性。

1977年，一种H1N1流感病毒出现，并在全球范围内传播。俗称“俄罗斯流感”，因为苏联是第一个向世界卫生组织(WHO)报告疫情的国家，1977年的毒株实际上是在当年5月几乎同时在中国辽宁的天津和吉林分离出来的(1)。对于一种新的流行毒株来说，它是非典型的温和的；1977年流感的死亡率(IMR)被计算为每10万人中有5人死亡，低于典型的季节性流感感染(IMR为6/10万人)(2)。此外，1977年的菌株似乎只影响26岁及以下的人(3)。这些奇怪的特征被证明有一个简单的科学解释：这种病毒并不新鲜。1977年的毒株与H1N1流感毒株几乎完全相同，H1N1流感毒株在20世纪50年代盛行，但后来退出了流通(4)。

第一批指出1977年菌株的不同寻常特征的研究人员提出了多种理论来解释复兴菌株中遗传信息的显着保存。这些可能性包括“流感病毒在没有快速基因变化的动物水库中连续传代”，或者可能是“自然界或其他地方冰冻的(水库)”(4)。然而，考虑到对典型流感毒株进化的广泛经验，1977年毒株的自然起源是不太可能的。

有多种可能的解释可以解释病毒的死灰复燃，但这种流行是实验室事故的可能性最近在关于功能获得(GOF)流感病毒研究的生物安全风险的讨论中流行起来，并被用作为什么不应该进行这项研究的论点。GOF的研究旨在更好地了解疾病途径，但它们一直存在争议，因为它们涉及增强病毒特性，如致病性或传播性，这引发了对生物安全的担忧。在分析风险和收益的同时，美国现在暂停资助GOF研究，实验室逃逸可能导致流行病的可能性将被考虑和量化(5)。鉴于这一历史流行病对现代政策辩论的重要性，我们将1977年毒株的序列与更早的毒株进行了比较，并检查了可以解释1977年H1N1疫情死灰复燃的现有证据。我们总结了这些可能的假设，讨论了非正式证据，并检查了最流行的解释如何随着时间的推移而与政治和世界事件有关的变化的趋势。1977年甲型H1N1流感再次出现的原因包括故意释放病毒、疫苗试验或挑战事故或实验室事故。

1978年，研究人员证明，1950年的一种H1N1流感病毒株与1977年的另一种毒株(分别是沃伦堡[FW]和苏联/90)有着异常密切的亲缘关系，尽管它们是相隔27年(4，6，7)分离出来的。我们利用NCBI流感病毒资源数据库，分析了1947~1957年所有20世纪50年代末H1N1毒株的血凝素(HA)序列，并与1977年分离株的HA序列进行了比较(表1)。我们发现，1977年的簇与1948年和1950年在纽约州奥尔巴尼分离的菌株、1949年在意大利罗马分离的菌株和1951年在密苏里州伦纳德伍德堡分离的菌株具有最接近的遗传相似性，而不是先前检查的FW1950菌株(图1)。这些毒株的同源性为98.4%(表2)，在566个氨基酸中只包含4个不同之处

(Ii)疫苗试验或挑战有两个因素显示1977年的疫情是由疫苗挑战或试验引起的：(I)当时对减毒活流感病毒(LAIV)的研究非常广泛，以及(Ii)1976年爆发的H1N1猪流感被担心具有大流行的可能性，并重新引起了人们对H1N1保护和研究的兴趣(12)。

1962至1973年间，近40,000名儿童参加了苏联的8项LAIV试验(13项)。在同一时期，中国北京疫苗和血清研究所的科学家也使用活疫苗进行了临床试验(1)。此外，还有1977年苏联敖德萨大规模生产H1N1活疫苗的记录(14，15)。在20世纪40年代的早期研究中，LAIV通常能够在给人类注射后重新获得毒力并导致疾病(16)。此外，从1977年疫情中分离出的许多毒株(例如A/Tientsin/78/77分离株)对温度敏感(Ts)，这意味着病毒不能在更高的温度下复制。温度敏感性通常只有在实验室进行一系列操作后才会发生，这在LAIV的产生中是典型的，并被用作衰减的生物标志。虽然并非所有1977-1978年的毒株都对温度敏感，但对所有1977年的毒株的比较显示，ts表型的流行率高于1950年的毒株，这支持了疫情可能是由于试图为疫苗目的而减毒所致的说法(1，17)。著名病毒学家、中国医学科学院前院长朱夏莲在给彼得·帕莱斯的一封私人信件中也提到了1977-1978年毒株可能是由LAIV试验引起的可能性，后者称“1977年病毒的引入是远东地区疫苗试验的结果，涉及数千名携带活H1N1病毒的新兵的挑战”(18)。无论这是一种无效的减毒疫苗还是实验室培育的挑战毒株，数千人故意感染H1N1将是爆发的一个看似合理的火花。

这个时机可能不是巧合。1976年，猪H1N1流行性感冒病毒感染了新泽西州迪克斯堡的230名士兵，造成13人患严重呼吸道疾病，1人死亡(12人)。埃德温·基尔本(Edwin Kilbourne)和其他人领导了一场运动，导致杰拉尔德·福特(Gerald Ford)总统宣布了一项计划，为美国每个人接种猪流感疫苗，并随之生产了1.5亿剂流感疫苗。然而，该计划很快就被叫停了，因为很明显，A/新泽西/1976没有蔓延到基础训练组之外。有可能是20世纪50年代初存档的H1N1毒株被用作挑战病毒，以评估为应对1976年猪流感爆发而制备的H1N1疫苗的效力。如果这种病毒没有得到适当的减毒，它可能已经能够传播并引起一场全球流行病。

(Iii)实验室意外研究实验室的生物安全疏忽，现时最常被指为一九七七至一九七八年H1N1流感病毒株再度出现的原因(图二)。支持这种可能性的证据是病毒明显的非自然来源及其对温度的敏感性，这表明实验室对此进行了操纵。然而，在疫情发生时，世界卫生组织与苏联和中国的流感病毒实验室研究人员讨论后，排除了实验室发生事故的可能性，发现“有关实验室要么从未保存过H1N1病毒，要么长期没有与之合作”(1)。很可能是前一年的猪流感恐慌促使国际社会重新检查他们之前流行的最新H1N1毒株的库存，试图开发疫苗。然而，中国东北爆发的三方来源产生了几乎相同的分离株，这并不支持这是一起单一实验室事故的结论。

更有可能的是，由这些库存生产的疫苗或用于疫苗开发测试的病毒本身的毒力足以引发1977年的疫情。大部分证据基于这样的可能性：非自然来源、病毒呈现的温和程度、病例在短时间内的广泛传播、样本的温度敏感性、当代观察以及当时正在进行的活病毒疫苗试验的存在。

1977年流行病起源的解释。对1977年流行病的解释随着时间的推移而变化，很可能受到政治考虑的影响(图2)。1991年，也就是苏联解体的最后几天，研究人员提出，这种病毒在自然界中“可能会被冻结”，直到它重新出现。这是一个不能令人满意的解释，并不能将此次疫情归咎于中国或俄罗斯。

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