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PB2-340K 和PB2-588V 突变导致H9N2 禽流感病毒在哺乳动物间传播

2020-01-15LiuLi-na,ChenSai-juan,WangChengyu

中国预防兽医学报 2020年2期
关键词:哺乳动物致病性家禽

H9N2 亚型禽 流感病毒(Avian influenza virus,AIV)于1966 年首次在美国火鸡中发现,它在禽类之间的有效传播使其在全世界家禽中流行。H9N2亚型AIV 也能够感染人和多种哺乳动物(如猪、狗、水貂、蝙蝠),中国于1998 年报导了第一例人感染H9N2 AIV 的病例。血清学研究发现具有家禽接触史的人(特别是从事家禽职业的工人),H9N2 AIV 抗体的阳性率比普通人要高,说明H9N2 AIV 可以从家禽传播感染人。此外H9N2 AIV 还为感染人的其它亚型AIV(如H7N9、H5N1 和H5N6)提供内部基因,从而为其感染人提供了更有利的条件。目前H9N2 AIV 还不具备人与人之间的传播能力,但其可以在感染哺乳动物过程中发生适应性突变,若其获得在哺乳动物间的传播能力,则对人类健康构成重大威胁。

近期,《Scientific reports》发表了“Adaptive amino acid substitutions enable transmission of an H9N2 avian influenza virus in guinea pigs”的研究论文。该研究通过哺乳动物适应获得了能够在哺乳动物间传播的H9N2 AIV,同时利用流感病毒的反向遗传操作技术确定了PB2-340K 和PB2-588V 是导致H9N2 AIV 在哺乳动物间传播的重要氨基酸突变。

该团队在中国家禽中分离到一株既能结合α 2, 3唾液酸受体(禽类受体)又能结合α 2,6 唾液酸受体(人类受体)的H9N2 AIVA/Chicken/Hubei/214/2017(H9N2)(Wild type,WT),提示该病毒具有潜在传播感染人的风险。因此,该研究对WT 病毒的致病性以及传播能力进行了研究,发现WT 病毒能够感染小鼠但致病性较低,并且WT 病毒也不能在豚鼠间传播。为了研究WT 病毒适应哺乳动物后其致病性和传播能力的改变,该研究利用WT 病毒构建了哺乳动物适应株(Mouse adapted,MA)。通过对MA病毒的致病性和传播能力研究,发现MA 病毒对小鼠的致病性增强,并且能够在豚鼠间直接接触传播和空气传播。

为了深入研究哪些基因突变导致MA 病毒对哺乳动物的致病性和传播能力改变,该研究通过对WT 和MA 病毒全基因组序列比对,发现MA 病毒的基因出现了16 个氨基酸突变,分别是PB2-R340K、PB2-A588V、PB1-K48Q、PB1-V368I、PB1-M628L、PA-S343A、PA-K356R、PA-V423I、PA-V554I、NPV217I、NP-V239M、HA-M235Q、HA-K254R、NAR72K、NSA-N127T、NS1-T216P。该研究又利用流感病毒反向遗传操作技术以WT 病毒为骨架将MA病毒的基因分别替换到WT 病毒,构建了7 个单基因 替 换 的 病 毒(WT-PB2MA、WT-PB1MA、WT-PAMA、WT-NPMA、WT-HAMA、WT-NAMA、WT-NSMA),通 过对单基因替换病毒的致病性和传播能力研究,发现MA 病毒的PB2 基因改变了WT 病毒的致病性和传播能力。于是该研究又构建了PB2-340K 和PB2-588V 单个氨基酸突变病毒(WT-PB2340K和WT-PB2588V),最终确定PB2-340K 和PB2-588V 氨基酸突变导致WT 病毒致病性增强并能够在哺乳动物间传播。

该研究发现PB2-340K 和PB2-588V 氨基酸突变增强了H9N2 AIV 的致病性并使其获得了在哺乳动物间的传播能力。提示H9N2 亚型AIV 对人类健康存在巨大风险,应加强监测家禽中H9N2 AIV PB2-340K和PB2-588V 氨基酸突变。

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