5月1日和5月3日,國際著名學術期刊The Lancet(《柳葉刀》)和Science(《科學》)分別在線發表了中國科學院、中國疾病預防控制中心等單位科技人員關於H7N9病毒溯源和高致病性禽流感H5N1跨種間傳播機制研究的兩項重要成果。
高致病性流感病毒溯源和跨種傳播機制研究是流感疫情科學預判和科學防控的基礎。自2005年在Science雜誌報道青海湖野鳥暴發H5N1禽流感研究以來,中科院相關研究院所深入開展流感病毒的系統研究工作,包括病毒溯源、生物信息學分析、流感病毒重要蛋白的功能與結構解析、流感病毒數據庫建設等,並不斷取得重要進展。近期,中科院微生物研究所研究團隊在高致病性H5N1禽流感病毒跨種傳播機制方面取得重大突破。該團隊利用表面等離子共振技術研究H5N1病毒野生型和突變型HA蛋白分別與禽源和人源受體類似物的結合能力,發現野生型HA只結合禽源受體,而突變型HA不僅具有了結合人源受體的能力,還保留了對禽源受體的結合能力,只是親和力有所下降,這表明突變型H5N1病毒有可能感染哺乳動物上呼吸道,並侵染肺部組織造成嚴重感染。之後,利用晶體學方法解析了高致病性禽流感H5N1病毒的野生型和突變型HA蛋白分別與禽源和人源受體類似物的複合物結構,揭示了突變型HA與人、禽受體結合的特點以及結構基礎,發現關鍵的Q226L氨基酸突變決定了受體結合特性轉換並進一步闡明了這種轉換機制,同時證明了該突變型HA的其他三個氨基酸突變也對病毒獲得空氣傳播能力起重要作用。該研究是國際上首次在分子水平對重要氨基酸突變能夠導致H5N1病毒在哺乳動物間獲得空氣傳播能力這一重要現象進行解析,是禽流感跨種傳播研究領域的重要突破。這一研究成果也將對H7N9流感病毒的系統研究提供重要的參考信息。相關研究成果發表在Science雜誌上。
針對今年3月至4月初在我國上海、安徽等地區首次發現的人感染H7N9亞型禽流感病毒,中科院組織相關研究院所開展聯合攻關研究,在病毒溯源方面取得重要進展。研究人員發現造成這次暴發的H7N9禽流感病毒是一種新型的重配病毒,主要由4個不同來源的流感病毒重配而成。病毒的表面抗原血凝素(HA)基因很可能來源於我國長江三角地區的鴨群中的H7亞型禽流感病毒,而這種病毒很有可能是由在東亞遷徙線路上的候鳥傳入我國長三角地區鴨群中。另一個表面抗原神經氨酸酶(NA)基因的最可能來源是經過我國的遷徙候鳥,而鴨群很可能作為一個重要的宿主將野鳥的病毒傳入家禽。從HA和NA基因進入我國鴨群的時間來看,HA基因要早于NA基因。另外6個內部基因片段來源於在我國家禽中(主要是雞群)流行的H9N2亞型禽流感病毒。這6個基因片段並非單一來源,其中非結構蛋白基因(NS)更可能來源於江蘇周邊的雞群,而其他5個片段來源於上海、浙江附近的雞群。造成6個內部基因片段多樣性的原因很可能與家禽的運輸有關。同時,病毒基因的系統演化和蛋白質一級結構分析表明,這次暴發的H7N9禽流感病毒至少有2個不同的分支,它們在病毒的受體結合特性、“達菲”耐藥性等方面有不同的表徵。該研究成果對準確判斷病毒來源、切斷病毒重配與傳播途徑、有效控制病毒擴散、預判禽流感病毒暴發的潛在風險等具有重要意義。國際頂級醫學期刊The Lancet發表了這項研究成果。
這兩項成果的取得,是中科院、中國疾病預防控制中心、高等院校等聯合協作、協同創新的體現,是病毒學、生物信息學、鳥類學、結構生物學等交叉領域研究人員各盡所能,優勢互補,共同努力的結果。中科院專家希望在未來的流感病毒研究中能夠進一步加強與國家相關部門的合作,建立流感病毒網絡研究中心和聯合實驗室,利用多學科優勢,形成從樣本到病毒鑒定、病毒溯源、生物學分析、結構與功能研究、感染免疫評價、藥物研發的系統研究,為我國流感疫情的防控提供強有力的科研支持。