全球禽流感疫情爆發(fā)至今，已有超7000萬的家禽死于禽流感，這場始于2021年10月以來的疫情，直到2022年6月都未曾平息。目前全球多個國家依然飽受禽流感疫情困擾。對此，來自中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所陳化蘭院士團隊對不同國家的禽流感病毒進行詳細的基因分析，為全球禽流感防治提供參考。

    H5亞型流感病毒是發(fā)現(xiàn)最廣泛的禽流感病毒，已在世界各地的家禽和野生鳥類中造成多次疾病暴發(fā)。H5病毒在自然界長期傳播后，通過積累突變和與其他流感病毒亞型重組經(jīng)歷了廣泛的進化。

    在我國日常家禽監(jiān)測中，從2021年9月至2022年3月在中國收集的26767個野生鳥類和家禽樣本中分離出13個H5N1病毒，表明H5N1病毒也曾傳入中國。
    
    雖然攜帶2.3.4.4b HA基因支系的H5N1病毒在不同大陸均有廣泛的檢測，但在不同國家檢測到的毒株的遺傳關系在很大程度上是未知的，其生物學特性也很少被評價。
    2022年6月14日，Emerging Microbes & Infections發(fā)表了來自中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所陳化蘭院士團隊的一篇名為“Global dissemination of H5N1 influenza viruses bearing the clade 2.3.4.4b HA gene and biologic analysis of the ones detected in China”的文章，在該研究中，研究人員2020年10月以來在不同國家檢測到的233種H5N1代表性病毒進行了詳細的基因分析，揭示了H5N1病毒進化的整體圖景，并為這些病毒的控制提供了見解。

    H5N1病毒引發(fā)禽流感爆發(fā)

    相關數(shù)據(jù)顯示，2020年1月至2022年3月期間，攜帶2.3.4.4 HA基因支系的不同H5高致病性禽流感病毒共發(fā)生了7778起疫情，其中H5N1病毒引起暴發(fā)4284起，H5N2病毒引起62起，H5N3病毒引起15起，H5N4病毒引起14起，H5N5病毒引起158起，H5N6病毒引起24起，H5N8病毒引起3221起。H5N2和H5N6病毒的暴發(fā)主要發(fā)生在亞洲，H5N3和H5N4病毒的暴發(fā)僅在歐洲有報道，H5N5病毒在歐洲和亞洲均有暴發(fā)。在歐洲、非洲、亞洲和北美的一些國家都報告了H5N1病毒引起的疫情。
    值得注意的是，在由H5N8禽流感病毒引起的3221次暴發(fā)中，有2788次發(fā)生在2020年10月至2021年9月之間，而在由H5N1病毒引起的4284次暴發(fā)中，有3830次發(fā)生在2021年10月之后，這表明自2021年10月以來，導致全球禽流感暴發(fā)的主要毒株已從H5N8轉移到H5N1亞型。
    
    中國分離的H5N1流行特點

    在我國積極監(jiān)測禽流感病毒期間，從2021年9月至2022年3月收集的26767個樣本中共分離出811個禽流感病毒。這些病毒屬于9種不同的HA亞型。99個H5病毒中有13個被確認為H5N1亞型。序列分析表明，H5N1病毒均攜帶HA基因2.3.4.4b支。從死亡野鴨的肺組織中分離到1株病毒，從活禽市場收集的雞、鴨、鵝和鴿子拭子中分離到12株病毒。

    H5N1病毒的系統(tǒng)發(fā)育分析

    為了解中國H5N1病毒的來源及與其他國家H5N1病毒的遺傳關系，研究人員對13株H5N1病毒進行了全基因組測序，并下載了其他國家報道的220株H5N1代表性毒株的基因組序列進行系統(tǒng)發(fā)育和基因型分析。
    研究人員發(fā)現(xiàn)233個H5N1病毒的HA基因在核苷酸水平上具有97.4%-100%的同源性，NA基因在核苷酸水平上的同源性為88.8%-100%。本研究發(fā)現(xiàn)的11株H5N1病毒的HA基因與此前在亞洲發(fā)現(xiàn)的H5N1、H5N6、H5N8病毒的HA基因聚集在一起，另外兩株病毒的HA基因與在歐洲發(fā)現(xiàn)的H5N1病毒的HA基因聚集在一起。

    這些結果表明，H5N1病毒的NA和內(nèi)部基因具有明顯的多樣性，根據(jù)基因組差異，在歐洲、非洲、亞洲和北美檢測到的233株H5N1病毒形成了16種不同的基因型。

    H5N1病毒的時空傳播特點

    為了進一步了解病毒在各基因型中的出現(xiàn)、基因星座和時空分布，研究人員分析了各病毒基因型檢測的時間和地點。結果發(fā)現(xiàn)G1病毒于2020年10月首先出現(xiàn)在歐洲，尤其是荷蘭，并在歐洲國家流行到2022年2月。2021年11月在中國檢測到G1病毒，隨后2022年1月在非洲檢測到了G1病毒，北美于2021年12月至2022年2月之間也檢測到了G1病毒。

    研究人員發(fā)現(xiàn)G1病毒是在歐洲、非洲、亞洲、北美等22個國家的野鳥或家禽中發(fā)現(xiàn)的傳播最廣的毒株。
    H5N1病毒的基因型分析
    所有這些新型H5N1病毒HA切割位點均含有- rrkr /G-的多基性氨基酸基序，表明所有這些毒株對雞具有高致病性或潛在的高致病性。在所有這些毒株中均檢測到一系列已被報道可以增加禽流感病毒在哺乳動物中的毒力的氨基酸殘基，包括HA 225G, PB1 3V和622G, PA 383D, NP 437T, 30D, 43M, M1 215A, NS1 106M。這些分析表明，H5N1病毒可能會感染哺乳動物并導致疾病。

    H5N1病毒在小鼠體內(nèi)的復制和毒力

    為了評價H5N1病毒在哺乳動物中的復制和毒力，研究人員對中國在小鼠中發(fā)現(xiàn)的8個代表性毒株進行了檢測，包括1個G1病毒、3個G7病毒、3個G9病毒和1個G10病毒。
    結果發(fā)現(xiàn)代表性毒株中WD/HeB/SD012/2021、GS/GZ/S1541/2022、DK/HuB/S4465/2021、CK/JX/S40653/2021、CK/AH/S1740/2022和GS/HuN/se283/2022 6種病毒，在小鼠的鼻甲、肺、脾、腎、腦等器官中均檢測到病毒的存在。50%小鼠致死劑量分別為1.8 log1050%EID50、5.4 log1050%EID50、3.7 log1050%EID50、4.0 log1050%EID50、5.2 log1050%EID50和4.5 log10 EID50。

    上述結果表明，中國檢測到的H5N1病毒在小鼠體內(nèi)具有不同的致病型，G1病毒W(wǎng)D/HeB/SD012/2021在小鼠體內(nèi)的毒性最強。

    H5N1病毒的疫苗現(xiàn)狀

    疫苗接種是中國控制高致病性禽流感的主要策略，研究人員開發(fā)了不同的疫苗毒株，以防止不同進化支或亞進化支的病毒感染。

    H5- re11疫苗種子病毒是針對攜帶2.3.4.4h HA支的H5病毒研制的，于2018年12月至2021年12月用于疫苗生產(chǎn)。H5- re13和H5- re14是最近更新的疫苗種子病毒，分別針對新檢測到的攜帶HA枝2.3.4.4h和HA枝2.3.4.4b基因的H5病毒開發(fā)的，自2022年1月以來已用于疫苗生產(chǎn)。
    研究人員用HI實驗研究了這些疫苗種子病毒誘導的抗血清對13種H5N1病毒的交叉反應性。結果發(fā)現(xiàn)，攜帶2.3.4.4h HA基因的疫苗種子病毒誘導的抗血清對新出現(xiàn)的H5N1病毒反應較差，H5-Re14疫苗種子病毒誘導的抗血清與H5N1病毒反應較好，提示現(xiàn)有疫苗可能對H5N1病毒具有足夠的保護作用。

    H5N1病毒對全球家禽業(yè)造成了嚴重破壞，為控制這一疾病已消滅了7 000多萬只家禽。值得注意的是，僅在美國就有大約3000萬只家禽被宰殺。該研究證明我國研制的H5- re14種子病毒對攜帶2.3.4.4b HA枝的H5病毒具有保護作用，此外，先前已有研究表明，新型H5/H7三價疫苗對攜帶2.3.4.4b HA枝的H5N1、H5N6和H5N8病毒均具有可靠的保護作用。

    鑒于H5N1病毒在野生鳥類中廣泛傳播，這些病毒極有可能繼續(xù)危害家禽業(yè)，并對人類公共衛(wèi)生構成威脅。因此，研究人員強烈建議高風險國家為其家禽接種疫苗，以保護它們免受高致病性H5禽流感的侵襲。