Emerg Infect Dis：广东省疾病预防控制中心广东省公共卫生研究院牛津大学团队解析H7N9禽流感病毒的分子进化、适应性变异及抗原性特征
2018-09-06 ipsvirus 病毒学界
为解析H7N9病毒的流行特征及生物学特征改变背后的潜在机制，广东省疾病预防控制中心、广东省公共卫生研究院以及牛津大学的研究人员结合广东省的序列数据与其它省份的网络数据对2013年以来H7N9禽流感病毒的分子进化特征，地理传播特征以及潜在的适应性改变进行了系统的分析，同时利用病例血清确认了不同进化分支的H7N9病毒抗原性差异。
2016-2017年全国范围内H7N9的感染病例数大大超过以往疫情期，H7N9病毒扩散的地域也更为广泛。
多个H7N9病毒毒株发生了抗原性的改变，使得过去的H7N9候选疫苗株A/Shanghai1/2103和A/Anhui1/2013对多个2017分离的毒株中和效价较低。
出现了高致病H7N9禽流感病毒。
为解析H7N9病毒的流行特征及生物学特征改变背后的潜在机制，广东省疾病预防控制中心、广东省公共卫生研究院以及牛津大学的研究人员结合广东省的序列数据与其它省份的网络数据对2013年以来H7N9禽流感病毒的分子进化特征，地理传播特征以及潜在的适应性改变进行了系统的分析，同时利用病例血清确认了不同进化分支的H7N9病毒抗原性差异。研究结果以Research Paper形式在线发表于国际知名期刊Emerging Infectious Diseases。
结果速览
研究团队通过对H7N9病毒的两个表面蛋白编码基因HA（n=737）和NA（n=610）进行时空进化分析、祖先株序列重建以及蛋白结构模拟，揭示了：1.2013-2017年，H7N9病毒序列随时间的变异（图. 1B），通过贝叶斯模型推断H7N9的起源时间为2012年11月（HA， 95% credible region Oct–Dec 2012； NA， 95% credible region Jul–Oct 2012）； 2. H7N9的进化分枝表现出显着的地域特异性（图. 1A&C），广东省的粤东地区与珠三角地区流行的H7N9分支存在明显差异，活禽交易路线的不同可能是导致H7N9地域分布差异的主要原因之一。
Fig.1 2013-2017 H7N9病毒的进化及不同H7N9进化分支的地理分布
H7N9病毒分子进化过程存在适应性改变信号，不同分支病毒发现平行的多个氨基酸突变（图2），并且多个平行突变位点发生在重要的蛋白结构位点（包括受体结合位点，抗原决定位点，图3）；4. 分子溯源表明高致病性禽流感很可能来源于2016年3月粤东区域流行的毒株，这部分毒株2014年由中国中部地区传入粤东地区后开始稳定地在当地循环流行（图2）。
Fig2：通过对节点序列的重建，分析H7N9主要进化分支的突变
Fig 3： H7N9病毒HA蛋白的结构示意图及图2中各主要突变位点的位置
研究团队利用不同年份的H7N9病例血清对不同分支的H7N9毒株的HI实验表明H7N9病毒至少出现三个不同的抗原型别（表1）：其中来源于C1 clade的H7N9毒株与C2 clade及B clade的H7N9毒株有潜在抗原性差异；而高致病H7N9毒株与其它来源于C2 clade的毒株又有抗原性差别。值得注意的是高致病禽流感感染病例的血清对所有测试的毒株都具有较高的HI效价。
Fig 2：血凝抑制实验分析H7N9感染病例血清对不同分支H7N9病毒的抑制作用
结 语
本研究结果表明H7N9的HA和NA蛋白编码序列在不同的进化分支上存在着平行的氨基酸变异，提示潜在的适应性变异，并且部分变异位点位于受体结合位点附近。通过病例血清的HI实验可以发现不同进化分支的病毒存在抗原性差异。
感谢香港大学Tommy Lam对早期公开发表序列的整理。本研究得到国家自然科学基金（81501754）和国家重点研发计划（2016YFC1200201）的资助。文章第一作者为广东省公共卫生研究院陆靖和牛津大学的Jayna Raghwani，通讯作者为牛津大学的Oliver Pybus和广东省疾病预防控制中心的武婕，柯昌文。
原始出处：Jing Lu1Comments to Author , Jayna Raghwani1, Rhys Pryce, et al. Molecular Evolution, Diversity, and Adaptation of Influenza A(H7N9) Viruses in China. Emerg Infect Dis. 2018 Oct.
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