I 论文导读 |
近年来，H5亚型禽流感病毒（AIVs）的全球性出现引起了广泛关注，特别是H5N1、H5N6和H5N8病毒的并发流行导致了显著的家禽死亡率，并增加了公共卫生风险。自2020年以来，频繁的人畜交互作用被记录在案，这增加了病毒跨种传播的可能性。为了深入理解这些新型H5亚型AIVs的进化动态和致病性差异，本研究收集了2021年1月至2022年9月期间来自中国不同地区的6102份样本，并从中鉴定出41株H5Nx病毒。
IF：4.3 中科院1区 | JCR/Q2 病毒 参考译文：2021-2022年中国2.3.4.4b亚型H5亚型禽流感病毒进化动态及致病性比较 第一作者： Patumporn Jermsutjarit 通讯作者：廖明，贾伟新 |
I 主要研究结果 |
本研究通过基因组测序和构建最大似然系统发育树，揭示了41株H5病毒的遗传关系。所有病毒均属于2.3.4.4b谱系，表明当前流行的H5N1、H5N6和H5N8 AIVs在2021-2022年均属于同一谱系。此外，研究还发现H5N1病毒在北美和欧洲的流行情况相对较小，而H5N8病毒在2021年在北美和欧洲被检测到，H5N6病毒则主要在亚洲流行。
图1.2020-2022年进化枝2.3.4.4b H5亚型禽流感病毒的全球流行病学
3.2 病毒的进化历史和系统发育动态
通过对2012至2022年MCC树的分析，研究发现新型H5N1、H5N6和H5N8 AIVs均位于2.3.4.4b谱系内。特别是H5N1病毒，早在2020年左右就作为交叉分支出现，并在2019年和2020年迅速扩展其遗传多样性。H5N6病毒的遗传多样性在2012至2014年期间发生了显著变化，随后在2015至2019年期间保持稳定，之后随着中国新型H5N6病毒的出现而波动。
图2.2015-2022年H5 N1、H5 N6和H5 N8病毒的进化历史和系统发育动态
3.3 病毒间异质性的进化速率
研究评估了2015年以来H5N1、H5N6和H5N8病毒的HA和NA基因的进化速率，并考虑了地理差异。结果显示H5N1病毒的HA基因在北美的进化速率最高，而H5N6病毒在亚洲的进化速率显著高于欧洲。H5N8病毒在亚洲的进化速率也最高，表明地区因素可能影响H5N6 AIVs的遗传进化。
图3.三种亚型禽流感病毒表面基因的进化速率
3.4 选择压力分析
分析发现H5N1、H5N6和H5N8禽流感病毒的HA基因在不同时间段内经历了正向选择压力。特别是H5N1和H5N6病毒的HA基因的表位区域受到了显著的正向选择压力，这表明它们可能具有更大的抗原变异潜力。
3.5 受体位点突变特征及裂解位点差异
研究发现，2021至2022年间，三种H5亚型病毒在全球范围内的受体相关位点发生了显著变化，特别是与病毒对α-2,6-连接的唾液酸受体的亲和力有关的位点。这些变化可能影响病毒对哺乳动物的感染潜力。
图4.HA基因相关位点受体偏好性变化的特点
3.6 病毒的抗原特性
通过血凝抑制(HI)实验，研究比较了同一谱系内不同亚型的AIVs之间的抗原差异。结果显示，尽管H5N1和H5N6病毒属于同一谱系，但它们之间存在显著的抗原差异，而H5N8病毒与其他两种亚型的抗原差异较小。
图5.H5亚型禽流感病毒2.3.4.4b进化枝的抗原特性
3.7 哺乳动物中代表性病毒的致病性评估
通过对中国2021-2022年流行的三种H5亚型AIVs的代表性病毒进行小鼠致病性评估，研究发现H5N8病毒(21GD001_H5N8)在小鼠中表现出最高的致病性，其次是H5N1病毒(B1557_H5N1)，而H5N6病毒(220086_H5N6)的致病性最低。这一发现表明不同亚型的病毒在哺乳动物宿主中的致病性存在异质性。
图6.三种H5亚型禽流感病毒代表性病毒对哺乳动物的致病性特征
| I 研究总结 |
本研究对2021至2022年中国流行的H5亚型禽流感病毒进行了深入分析，揭示了这些病毒在2.3.4.4b谱系中的进化动态和致病性差异。研究发现，H5N1、H5N6和H5N8病毒均属于此谱系，其中H5N1和H5N6病毒在亚洲尤为流行，而H5N8病毒则在北美和欧洲有较多检测记录。通过系统发育分析，研究团队发现这些病毒在自然界中与多种野鸟源禽流感病毒进行了复杂的基因片段重配，形成了多种不同的基因型。此外，研究还评估了病毒的抗原特性和在哺乳动物中的致病性，发现H5N8病毒在小鼠模型中表现出较高的致病性。这些发现为制定有效的预防和控制策略提供了科学依据，对于理解和应对H5亚型禽流感病毒的全球传播具有重要意义。
https://doi.org/10.1016/j.virs.2024.04.004
校对：Collin
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