在对于流感病毒有了基本认识的基础上,实验室病毒培养技术的发展为开发针对流感病毒的疫苗铺平了道路。在1930年代初,古德帕斯丘报告在鸡胚的绒毛膜囊中成功培养了鸡痘病毒和牛痘病毒。
澳大利亚医师弗兰克·麦克法兰·伯内特(Sir Frank Macfarlane Burnet)曾在英国国家医学研究所的安德鲁斯实验室工作,回到墨尔本的实验室后,伯内特开始研究流行性感冒,并于1940年成功地在鸡胚的尿绒毛膜囊中培养出了甲型流感病毒。在鸡胚中培养流感病毒有助于对其生物学进行研究,并使其有可能产生大量病毒以用于诊断分析和疫苗的开发。
澳大利亚的伯内特首先在鸡胚中成功培养流感病毒
接种了天花病毒的鸡胚尿绒毛囊膜腔
如果伯内特仅凭他在微生物学上的发现,他的职业生涯就足以令人羡慕。他为理解噬菌体和微生物遗传学、动物病毒、实验室微生物学、Q热以及流感病毒都做出了重要贡献。然而,在57岁时,他做出了一个重要的决定,将工作重点完全转移到免疫学上,这种先见之明的策略,导致他提出了克隆选择理论来正确解释抗体的多样性,并转向他因发现免疫耐受现象。为此伯内特于1960年与彼得·梅达瓦尔(Peter Medawar)分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖。
对于流感病毒的深入认识
随着人类流感病毒病因学的深入研究,一系列关于流感的重要发现将对后世产生重要影响。
洛克菲勒研究所的托马斯·弗朗西斯(Thomas Francis Jr)研发了血清中和抗体的检测及其在动物中作为诊断性测定和保护性标记物的用途;并且鉴定到与1933年分离到的流感抗原性不同的乙型流感病毒,而将1933年分离到的就被称之为甲型流感病毒。
法朗西斯研发了血清中和抗体检测,鉴定分离了乙型流感
乔治·赫斯特(George Hirst)认识到流感病毒会诱导红细胞凝集,这一发现导致了科学家对流感病毒表面蛋白血凝素(H)和神经氨酸酶(N)的认识,而两种蛋白为此后在体外和体内研究流感病毒提供了可检测的标记物,从而使人们更全面地了解了病原体的生物学行为。
赫斯特首先发现了流感病毒会诱导红细胞凝集的现象
红细胞凝集试验可以快速对流感病毒进行表型鉴定
流感病毒的结构示意图,可以看到表面分布了两种糖蛋白结构,分别是神经氨酸酶(N)和血凝素(H)
事实证明,识别流感病毒的抗原变异现象是一项重大进展,因为它阐明了流行为何会反复发生,并且也成为大流行发生的生物学基础,同时也对此后疫苗的开发提供了重要提示。
两种病毒表面蛋白的遗传突变是抗原漂移和抗原转换现象的基础。
抗原漂移是指,编码H和N糖蛋白的基因内的点突变会随时间累积,从而使病毒与以前的病毒株发生足够的差异,从而逃避了人类免疫系统的保护性保护。这些相对较小的差异导致了季节性流感的不定期流行。
抗原转换的过程涉及表面糖蛋白的主要遗传变异,这是由于禽类和人类病毒之间的重配或动物流感病毒直接转移给人类而导致的基因片段的替换所致。抗原转换导致从免疫识别的层面上其实是产生了一种新型病毒,并有可能导致大流行性疾病。