2017, Vol. 33
2. 江西省疾病预防控制中心
禽流感是由甲型流感病毒引起的一种常见禽类传染病，可分为低致病性和高致病性禽流感。2003年H5N1高致病性禽流感疫情的爆发给全球的养殖业和公共卫生带来了极大影响，人感染禽流感病毒受到全球的广泛关注[1]。2013年以来，中国出现大范围的人感染H7N9禽流感病例的爆发和流行，局部地区也出现人感染H10N8禽流感疫情[2]。研究发现人感染H7N9和H10N8禽流感病毒部分内部基因均来自H9N2病毒[1-3]，两者同时存在的关键氨基酸位点突变也可能与H9N2禽流感病毒有关，但H9N2、H7N9和H10N8病毒之间的流行病学关联尚不明确。本文就此3种新型病毒的进化变异及致病机制等方面研究进展进行综述。
1 病毒来源 1.1 H9N2禽流感病毒H9N2禽流感病毒最早于1966年美国的火鸡养殖场中分离得到，全球> 90%的H9N2病毒分离株来自亚洲，其中约72%的毒株来自中国(含中国香港)[3]，提示中国存在H9N2病毒生长的自然疫源地，但该病毒仅限于禽中传播，未发生人的感染。自1998年中国广东省报道首例人感染H9N2禽流感病例以来，中国多个地区不断有散发病例报告，提示H9N2病毒已具备感染人的能力，病毒可能存在变异[3]。从病例分布特征来看，全球报告的人感染H9N2禽流感确诊病例均来自中国，未发生全球范围内流行，说明病毒感染人的能力相对局限。H9N2病毒分为G1系(G1-like)、Y280系(Y280-like)和韩国系(Y430-like)3个主要亚群[4]，其中Y280系是近年来中国禽间流行的最主要系别，范围覆盖全国[5]。H9N2病毒的广泛流行增加了与其他亚型流感病毒重组的几率。从1999年香港发现的人感染H5N1禽流感到2013年中国相继出现的人感染H7N9及H10N8禽流感病例，发现3种病毒的部分内部基因均源于H9N2禽流感病毒[6]，提示家禽携带的H9N2病毒可能是人禽流感病毒的孵化器，不排除为其他禽流感病毒提供内部基因的可能。
1.2 H7N9禽流感病毒2013年3月在中国上海发现首例人感染H7N9禽流感病例[1]，随后疫情迅速蔓延。截至2015年11月12日，该病毒已造成681人感染，其中近97%的病例来自中国大陆，而中国香港、马来西亚等地区报道的20例病例均从中国内地传入，表明人感染H7N9禽流感病毒仅局限于中国流行，未发生全球范围的扩散。关于H7N9人感染禽流感病毒的产生过程，研究推测可能是低致病性H7N9病毒从家鸭传给陆禽鸡，与鸡中普遍流行的H9N2病毒重配，产生在家禽间传播的H7N9病毒，经过重组、变异和适应获得感染人的能力[7-8]。同时，相关研究表明人感染H7N9禽流感流行之所以局限在中国，可能与其内部基因来源存在一定的关联。早期研究显示人感染H7N9禽流感病毒的内部基因与北京燕雀中分离的H9N2禽流感病毒株高度同源[1]。随着人感染H7N9禽流感病例增多以及研究深入，进一步证实病毒六个内部基因源自两种不同的H9N2亚型病毒，其中NA基因源自江苏地区鸡群的H9N2亚型病毒，其余内部基因源自上海及其周边地区鸡群的H9N2亚型病毒[9]，两者提示H7N9禽流感病毒部分内部基因可能来源于中国流行的H9N2禽流感病毒。
1.3 H10N8禽流感病毒H10N8禽流感病毒最早于1965年意大利鹌鹑中分离得到。中国曾在湖南省洞庭湖水样[10]和广东省活禽市场鸭中[11]检测出2株H10N8病毒。2013年12月中国江西省发现全球首例人感染H10N8禽流感病例[2, 12]，2014年该地区又相继报告2例散发病例[13]，之后未出现H10N8人感染禽流感病例的报告，表明人感染H10N8禽流感病毒感染人的能力相对有限。通过对首例人感染H10N8禽流感病例体内分离的两种病毒与该病例接触活禽市场分离的H10N8禽流感病毒进行系谱分析，发现3种病毒基因的遗传起源相似，最初都是从鸟到鸭，然后到鸡，病毒的6个内部基因均与鸡甲型H9N2禽流感病毒相似[13-14]。同时，研究推测H10N8禽流感病毒最先可能是H10及N8亚型病毒感染野鸟产生，感染家禽后与家禽中流行的H9N2禽流感病毒发生重配，进而产生含有H9N2禽流感病毒内部基因的一种新型H10N8禽流感病毒[2, 15]，但人感染H10N8禽流感病毒的直接传染源仍未确定。
2 病毒宿主特异性甲型流感病毒宿主特异性主要由宿主细胞受体和血凝素(hemagglutinin, HA)蛋白结合位点的结构决定[16]。流感病毒通常识别唾液酸α-2, 3半乳糖(sialic acid α-2, 3 galactose, SAα-2, 3 Gal)和唾液酸α-2, 6半乳糖(sialic acid α-2, 3 galactose, SAα-2, 6 Gal)两种不同类型的受体，禽流感病毒与SAα-2, 3 Gal亲嗜，人流感病毒则与SAα-2, 6 Gal亲嗜[4]。HA蛋白结合位点的变化直接关系到病毒宿主特异性，特别是受体结合位点某些关键氨基酸的突变直接影响受体特异性转变[17]。
2.1 关键氨基酸位点突变HA蛋白受体结合位点第226位氨基酸的突变被认为是人流感病毒与禽流感病毒受体结合特性产生差异的主要因素[16]。在人感染H9N2和H7N9禽流感病毒HA基因受体结合位点上均发现第226位氨基酸突变(Q226L)[5, 18]，该位点突变可导致病毒优先感染主要表达SAα-2, 6Gal受体的无纤毛细胞，促进病毒在人呼吸道的传播[19]。其他位点方面，人感染H7N9、H10N8禽流感病毒均发现基质蛋白1(matrix protein1，M1) 存在N30D与T215A突变，非结构蛋白1(nonstructural protein1，NSl)出现P42S突变及C末端功能区缺失，这些改变均可增强病毒对小鼠的毒力[2, 20]。同时碱性聚合酶2(basic polymerase 2，PB 2) 也出现E627K突变，该位点的变化与哺乳动物适应相关，使病毒在人体内合成蛋白质的效率提高[21]。此外，3种病毒还有其独特之处，如H9N2禽流感病毒存在PA-L627和HA-K363关键位点突变[22]，H7N9禽流感病毒神经氨酸酶(neuraminidase，NA)颈部存在5个氨基酸的缺失[20]，H10N8病毒HA蛋白发生A135T及S138A氨基酸突变[2]等。以上3种禽流感病毒存在的异同关键氨基酸位点突变，特别是H7N9与H10N8禽流感病毒受体结合位点共同发现的某些关键氨基酸突变，可能与两者共同的内部供体H9N2禽流感病毒有关，而3者存在的不同突变点可能使病毒的受体结合特性产生差异。
2.2 宿主细胞受体特性流感病毒感染宿主细胞是病毒包膜表面糖蛋白HA与细胞表面的特异性唾液酸(sialic acid, SA)受体共同介导的。SAα-2, 3 Gal受体主要分布于禽类肠上皮细胞表面，为禽源受体；而SAα-2, 6Gal主要集中在人上呼吸道上皮细胞表面，为人源受体。H9N2和H7N9禽流感病毒HA均存在Q226L突变，导致病毒优先感染人体呼吸道上皮无纤毛细胞，并从细胞扩散到细胞形成类似于人流感病毒感染的病灶，表明两种病毒已具备结合人源SAα-2, 6Gal受体的能力[5, 18]。通过X线晶体衍射技术发现H7N9禽流感病毒HA具有双受体结合特性[18]。H10N8禽流感病毒HA存在A135T、S138A氨基酸突变，使病毒适应哺乳动物细胞的能力增强，提示该病毒已具有结合SAα-2, 3Gal受体的能力[2]。对H10N8禽流感病毒分离株的研究发现，H10蛋白特异性结合SAα-2, 3 Gal受体，并对表达禽源受体的鸭子小肠组织有很强的结合能力，但不结合表达人源受体的人气管组织[23]。
综上所述，H9N2、H7N9及H10N8禽流感病毒跨越种属障碍感染人类很可能是宿主细胞受体和病毒蛋白关键氨基酸位点突变共同作用的结果。H9N2(SAα-2, 6Gal)和H10N8(SAα-2, 3Gal)禽流感病毒的单受体结合特性及关键氨基酸位点的变异增加了病毒从禽传人的可能性[5, 23]。而H7N9禽流感病毒独特的双受体结合特性及关键氨基酸位点的突变，使其比H9N2、H10N8禽流感病毒更易感染人，造成的危害也更严重。
3 跨种传播的可能性新型禽流感病毒感染人后，很多动物被用来评估该病毒的传播力和致病力，以评估该病毒跨种传播的风险。猪是甲型流感病毒发生重配的“混合器”，其呼吸道表面同时存在SAα-2, 3Gal和SAα-2, 6Gal两种受体，能同时感染禽流感和人流感病毒。猪群中陆续分离到的H9N2、H7N9及H10N8禽流感病毒[24-25]，提示猪是产生流感大流行病毒的重要宿主，发生跨种传播的可能性较大，对该宿主的监测不可懈怠。禽流感病毒发生重配变异后，病毒对哺乳动物的适应性和致病性增强，导致病毒跨种传播的可能性增加。如H9N2病毒HA蛋白(Q226L)受体结合位点突变后，该病毒不仅可以在雪貂间传播，还提高了病毒感染人和人传人的风险[26-27]。H9N2禽流感病毒(提供HA和NA基因)和H3N2季节性流感病毒(提供所有内部基因)人工重配出的新病毒可提高其在雪貂中的传播力[28]。而与甲型H1N1[24]或H5N1[29]禽流感病毒的内部基因能重配出高致病性的H9N2禽流感病毒。H7N9禽流感病毒HA蛋白(T160A、Q226L)突变后，病毒人传人的可能性增加[18]。H10N8禽流感病毒NS1蛋白(P42S)和M1蛋白(T215A、N20D)突变后，病毒对哺乳动物的致病力和传播力明显提高[2]。无适应条件下的H10N8病毒能在小鼠肺组织中有效复制，若在小鼠肺部连续传代，传代病毒株对小鼠的致病性明显增强[10]。
综上所述，禽流感病毒在哺乳动物宿主中经过重组、变异使其致病力和传播力发生改变，病毒跨种传播的可能性增加，其中猪是H9N2、H7N9及H10N8禽流感病毒发生重配的一种重要过渡体[25]，可以引起禽源性流感在人间的传播和流行，因此对该宿主的监测至关重要。
4 小结随着病毒持续变异与重组，禽流感病毒跨种属传播能力增强，不排除其他新亚型禽流感病毒感染人的可能。资料显示H9N2禽流感病毒已被H7N9、H10N8等禽流感病毒用于自身内部基因的重配[1-2, 6]，使禽源性流感病毒突破种属屏障的能力增强，但其发生机制仍不明确。此外，人感染H9N2、H7N9及H10N8禽流感病例为何多出现在中国[3, 15]，以及3种禽流感病毒间有怎样的流行病学关联也有待进一步研究和发现。禽流感病毒突破种属屏障造成人的感染和死亡可能是宿主细胞受体和病毒蛋白关键位点突变联合作用的结果[2, 18]。病毒受体结合特性的差异及关键氨基酸位点的变异使禽流感病毒感染人类的能力增强，为病毒在哺乳动物间的跨种传播创造了条件[22, 26-27]。H7N9与H10N8禽流感病毒同时具备禽源受体(SAα-2, 3Gal)结合能力似乎与其部分内部基因源自H9N2禽流感病毒有关，但H9N2禽流感病毒仅具有人源受体(SAα-2, 6Gal)结合能力，这是否与关键氨基酸位点的突变有关仍需要更多的研究给予证实。目前3种禽流感病毒仅H7N9禽流感病毒表现出有限的、非持续性人传人能力[1-2, 4]，且在第一波流行潮后报道的家庭聚集性病例有所增加，这可能是H7N9禽流感病毒感染人后对人的适应性增强。若禽流感病毒持续地重组变异重配出高致病性的新型禽流感病毒，是否会进一步适应人类并获得持续的人传人能力必须加以监测和研究。因此各国科学家应着重从分子水平研究禽流感病毒跨越种属障碍感染禽类和人类的致病机制，深入探讨H9N2、H10N8等亚型禽流感病毒经过基因突变或重组能否发生有限的人传人能力，为科学防控新型禽流感病毒提供参考。
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