A(H3N2)亚型流感病毒血凝素基因特性及蛋白结构分析,以南宁市2009～2012年为研究案例

利用生物信息学软件和数据库研究南宁市2009~2012年度A(H3N2)亚型流感病HA基因的遗传变异规律及蛋白结构变化。通过RT-PCR扩增H3N2病毒HA基因并测序,同源比对统计毒株氨基酸位点的差异、构建系统进化树分析进化规律和同源建模分析蛋白结构的变化。系统进化树表明53株HA基因序列被分为4个类群,呈多侧支流行;所有毒株的二硫键和受体结合位点(RBS)高度保守;部分毒株HA在第45位点增加一个糖基化位点,在第144位点丢失一个糖基化位点;HA抗原决定簇氨基酸累计有30个位点发生变异,涉及5个抗原决定簇;HA晶体结构分析抗原决定簇突变位点主要发生在无规则卷曲处,大多数替换的氨基酸种类和性质相同或相似。南宁市A(H3N2)亚型流感病毒株变异活跃,2012年A(H3N2)亚型流感病毒与当年WHO推荐的疫苗株具有较远的进化距离,多数毒株具备了形成新变种的条件,是否形成新的流行株,有待深入研究。     

海南省2016-2018年A(H1N1)pdm09亚型流感病毒基因特性分析

2009年A(H1N1)pdm09亚型流感病毒在墨西哥暴发,之后在全世界流行。为了解海南省2016-2018年A(H1N1)pdm09亚型流感病毒流行态势,分析血凝素(HA)与神经氨酸酶(NA)基因遗传进化特征与变异情况,本研究从中国流感监测信息系统获取海南省2016-2018年流感病毒病原学监测数据,选取5家流感监测网络实验室分离鉴定的37株A(H1N1)pdm09亚型流感毒株进行HA与NA基因测序,利用MEGA 10.1.8构建HA与NA基因种系进化树,并分析其氨基酸变异情况。结果显示,2016-2018年共出现3次A(H1N1)pdm09亚型流感病毒活动高峰。2017年10月份以后的分离株(4/8)与2018年大部分分离株(21/22)独立于疫苗株A/Michigan/45/2015聚为一个小支,发生20余处HA与NA氨基酸位点变异。与疫苗株A/California/7/2009(2010-2016)相比,2016-2018年流感病毒分离株在HA基因抗原决定簇上发生7处氨基酸变异并有一个潜在糖基化位点,未发现HA基因受体结合位点变异与NA基因耐药性变异。本研究提示,2016-2018年,A(H1N1)pdm09亚型流感病毒逐步发生规律性进化,氨基酸变异频率有增加趋势,今后应持续加强流感病毒病原学监测,密切追踪A(H1N1)pdm09亚型流感病毒基因变异情况,为科学防控提供理论依据。     

辽宁省2016‒2017年H3N2亚型流感病毒 HA1基因特征分析

摘要：目的 了解2016?2017年辽宁省H3N2亚型流感病毒基因变异情况及流行株与疫苗株的匹配情况。方法 采用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）对分离得到的H3N2亚型流感毒株的HA1基因进行扩增,扩增片段经测序与近年来WHO推荐的北半球疫苗株进行比对和基因特征分析。结果 进化分析表明,2016?2017年H3N2亚型流感病毒与近三年的疫苗株均不在同一分支上;基因特性分析中,所有病毒均在A、B抗原决定簇上发生了两处以上的变异;19株病毒的受体结合位点131位氨基酸发生了新的变异;20株病毒中有1株突变产生了新的半胱氨酸,提示可能有新的二硫键产生;糖基化位点并未检测到新的突变。结论 2016?2017年辽宁省H3N2亚型流感病毒的抗原性及基因特性均发生了一定的变化,但变异程度不大,应密切关注疫苗株对流感病毒的免疫效果及流感毒株的变异情况。     

2011～2012年度中国H3N2亚型流感病毒病原学特征分析

为了解2011～2012年监测年度我国分离的H3N2亚型流感病毒流行和变异特点,本文对2011年4月至2012年3月流感监测年度中国大陆分离的H3N2亚型流感毒株进行了抗原性和基因特性研究。结果显示,2011年我国大陆H3N2亚型流感病毒活动水平较低,2012年1月以来活动水平逐渐升高并于3月初成为流行优势株。H3N2亚型流感病毒中大部分毒株与疫苗株A/PER/16/09(87.2%)和国内代表株A/FJ/196/09(76.0%)抗原性类似,但2012年以来低反应株比例有升高趋势,基因特性分析大部分低反应株主要集中在Vic/208分支上,HA晶体结构分析发现与疫苗株相比,近期毒株在抗原决定簇A区、B区和C区均发生了氨基酸位点突变,而且在HA的45位,NA的367位各增加了一个糖基化位点。总之,虽然在此流感监测年度中我国大陆流行的大多数H3N2亚型流感病毒与疫苗株和国内代表株类似,但是随着低反应株的逐步流行,需要及时监测疫苗的保护效果并及时更换疫苗株。     

2009−2015年中国甲型H1N1流感病毒血凝素基因进化分析

【目的】为了解中国地区2009?2015年甲型H1N1流感病毒流行态势,分析血凝素(Hemagglutinin,HA)基因的变异情况及其遗传进化特征。【方法】汇集国家流感中心2009?2015年流感周报的流感流行数据,分析甲型H1N1流感的流行病学特征;从全球共享禽流感数据倡议组织数据库及美国国家生物技术中心数据库下载甲型H1N1流感病毒HA基因序列,采用生物学软件进行系统进化和遗传特性的分析。【结果】2009?2015年全国共发生4次甲型H1N1流感的流行高峰。2009?2015年毒株与参考毒株A/California/07/2009(H1N1)的HA基因同源性逐年降低。遗传进化分析显示同一年份的毒株在系统进化树上基本呈现集中分布,2011年的毒株独立形成2个分支。分子特征表现为HA基因的4个抗原决定簇氨基酸位点均有变异,其中Ca区的203位、Sa区的163位和Sb区的185位氨基酸位点逐渐替换为新的氨基酸。除2010年与2012年,其他年份的毒株通过不同模型均得到正向压力选择HA氨基酸位点240。【结论】甲型H1N1流感在中国地区成为主要流行的亚型之一。HA基因与其编码的氨基酸逐年变异,未来进一步的流感监测能力还需加强。     

甲型H1N1流感监测及其HA1基因特性分析,以2013~2014年新余市为例

因HA基因的头部重链区(HA1)是流感病毒的抗原位点和受体结合位点,所以了解流感病毒的HA1基因特性可以评估当前WHO推荐的疫苗株的预防效果。本文选取新余市2013~2014年通过狗肾传代细胞(MDCK)培养分离到的H1N1流感毒株12株,提取病毒RNA,反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)扩增HA1基因片段。对序列分析发现2013~2014年新余市甲型H1N1流感病毒HA1基因序列与疫苗推荐株有较高的同源性,核苷酸同源性97.9%~98.5%。2013年的6株毒株HA1区与疫苗株比较,氨基酸变异位点7~11个,其中3株有2个变异位点在不同的抗原决定簇区。而2014年毒株单独集中在进化树的一支。以上提示,目前流感疫苗对2014年的流感人群仍有保护作用,对2013年的部分流行的H1N1预防效果有限;甲型H1N1爆发流行的可能性很大,应加强防控。     

山东省甲型H1N1流感病毒病原学及基因特性研究

在2009~2010年监测年度开展甲型H1N1流感病毒学监测并进行病原学分离鉴定,以及对血凝素基因(HA)和神经氨酸酶基因(NA)特性分析,研究其基因变异情况。采集了17 126份发热患者的鼻、咽拭子标本,采用逆转录实时荧光定量RT-PCR(Real-Time RT-PCR)进行核酸检测,其中甲型H1N1流感病毒核酸检测阳性4004份,总阳性率为23.38%。对阳性标本开展病毒分离,并对分离的甲型H1N1流感病毒的HA、NA基因序列进行测序。利用DNAStar软件对序列进行同源性分析发现与WHO推荐的疫苗株相比,山东省甲型H1N1流感流行株HA、NA基因同源性分别为96.9%~99.3%和99.1%~99.6%;利用Mega 4.0软件进行基因进化分析和氨基酸进化分析发现,与WHO推荐的疫苗株相比,山东省甲型H1N1流感流行株有21个血凝素基因的氨基酸发生替换,其中11个氨基酸位点位于抗原决定簇区,一个糖基化位点发生改变;有16个神经氨酸酶基因的氨基酸发生了替换,一个糖基化位点发生改变;未发生神经氨酸酶蛋白275位H→Y的替换。结果显示山东省甲型H1N1流感暴发流行株HA基因和NA基因均具有高度同源性,HA蛋白和NA蛋白均存在不同程度的氨基酸替换,部分流行株抗原决定簇和糖基化位点发生改变,所有病毒均对达菲类药物敏感。     

广东地区流感H3N2毒株血凝素基因特征、进化和变异分析

为揭示广东地区2007～2010年甲型H3N2毒株血凝素(HA)基因特征和变异,采用时空抽样方法抽样,检测广东2007～2010年甲型H3N2毒株HA基因核苷酸序列,同时检索全球HA基因序列作为对照,采用Lasergene 7.1和Mega 5.05软件对HA基因核苷酸序列进行比对和分析;并结合流行病学资料,对变异毒株进行进化速度分析;同时进行抗原分析。结果发现,广东2007～2010年H3N2毒株HA基因同义进化(Ks)和错义进化(Ka)速度分别为2.06×1E-3～2.23×1E-3核苷酸/年和1.05×1E-3～1.21×1E-3核苷酸/年,HA1较HA2的错义突变速率要高3.13倍。与疫苗株A/Perth/16/2009的HA基因比较,2009年广东毒株同源性达到98.8%～99.7%、2010年同源性达到98.0%～98.4%。在广东2007～2010年毒株中,HA1五个抗原表位均有氨基酸位点变异,尤其是2010年毒株B区(N160K)和D区(K174R/N)的变异;此外,广东2010年毒株受体结合部位(RBS)还发生K189E/N/Q和T228A置换变异;两个糖基化位点变异影响到抗原性;目前使用的H3N2疫苗株与目前流行毒株的抗原性有差异。广东地区2007～2010年的毒株中,血凝抑制抗体的抗原分析结果有差异。结果提示,目前广东乃至全球甲型H3N2毒株HA1B区和D区均有氨基酸位点变异,RBS的两个位点发生置换,糖基化位点变异影响到表位A区和B区抗原性;与WHO推荐2011年流感H3N2毒株疫苗株比较,目前流行毒株HA基因有抗原位点变异。     

一株H5N1亚型禽流感病毒的分离与鉴定

2004年1月湖北宜昌某鸡场暴发疫病,从该鸡场濒死鸡肺组织中分离到了一株病毒,电镜切片观察到典型的禽流感病毒粒子;采用ELISA检测禽流感抗原为阳性;RT-PCR扩增HA、NA基因并测序,经BLAST分析,HA基因与A／Goose／Guangdong／1／96(H5N1)HA基因同源性为97％;NA基因与A／Goose／Guangdong／1／96(H5N1)NA基因同源性为96％,确定该分离株为禽流感病毒H5N1亚型(A／Chicken／Yichang／Lung-1／04(H5N1))。     

1981～2005年中国H1N1甲型流感病毒血凝素基因的HA1演变特征

为了解1981~2005年我国H1N1甲型流感病毒血凝素基因的HA1演变特征,选取H1N1甲型流感病毒370株,提取病毒RNA,经逆转录和聚合酶链反应扩增HA1并测序,测定的序列用生物信息软件分析,与GenBank中相关序列比较,并对推导的编码氨基酸序列进行基因特性分析。结果表明:HA1氨基酸的变异表现为抗原决定簇4个区均有变异,Sb区和Ca区变化较大;HA1受体结合位点(RBS)的前壁130环的第134位赖氨酸从1991年起在部分毒株HA1序列上开始缺失,以后缺失株逐步增多,自2000年起测定的所有毒株上该氨基酸全部缺失,同时这些缺失株的第137位氨基酸也全部由苏氨酸替换为丝氨酸;糖基化位点从增多到减少,最后稳定在7个;1981~2004年我国H1N1甲型流感病毒血凝素HA1编码的氨基酸在种系发育树上同年代基本呈现集中分布,与时间和地域无关,2005年毒株分成两个分支在时间上有明显差异。     

Evolution of novel reassortant A/H3N2 influenza viruses in North American swine and humans, 2009-2011

Novel H3N2 influenza viruses (H3N2v) containing seven genome segments from swine lineage triple-reassortant H3N2 viruses and a 2009 pandemic H1N1 (H1N1pdm09) matrix protein segment (pM) were isolated from 12 humans in the United States between August and December 2011. To understand the evolution of these novel H3N2 viruses in swine and humans, we undertook a phylogenetic analysis of 674 M sequences and 388 HA and NA sequences from influenza viruses isolated from North American swine during 2009-2011, as well as HA, NA, and M sequences from eight H3N2v viruses isolated from humans. We identified 34 swine influenza viruses (termed rH3N2p) with the same combination of H3, N2, and pM segments as the H3N2v viruses isolated from humans. Notably, these rH3N2p viruses were generated in swine via reassortment events between H3N2 viruses and the pM segment approximately 4 to 10 times since 2009. The pM segment has also reassorted with multiple distinct lineages of H1 virus, especially H1δ viruses. Importantly, the N2 segment of all H3N2v viruses isolated from humans is derived from a genetically distinct N2 lineage that has circulated in swine since being acquired by reassortment with seasonal human H3N2 viruses in 2001-2002, rather than from the N2 that is associated with the 1998 H3N2 swine lineage. The identification of this N2 variant may have implications for influenza vaccine design and the potential pandemic threat of H3N2v to human age groups with differing levels of prior exposure and immunity.     

猪流感病毒抗原表位基因表达载体构建与免疫原性分析

根据猪流感病毒血凝素蛋白基因(Heamuglutinine, HA)的核苷酸序列, 设计、筛选HA蛋白氨基酸序列的主要表位多肽4个, 将4个片段以柔性连接串联成模拟蛋白, 核苷酸约为300 bp, 体外扩增该模拟蛋白基因, 插入到原核表达载体pET30a(+)中, 转染宿主菌诱导表达, 结果获得分子量为20 kD的表达蛋白, 该蛋白可与抗His-tag抗体、抗猪流感病毒H1N1、H3N2亚型高免血清发生免疫学反应。纯化后免疫小鼠, ELISA及血凝抑制(Heamuglutinine inhibitor, HI)试验检测, 小鼠产生针对多肽抗原的血清抗体, 同时还可检测到H1N1、H3N2亚型SIV血凝抗体。流氏细胞仪检测免疫组外周血淋巴细胞高于对照组, 说明该模拟蛋白具有与H1N1、H3N2亚型猪流感病毒相似的免疫原性及反应原性, 为H1N1、H3N2血清亚型猪流感病毒疫苗研制提供了新手段。     

猪流感病毒抗原表位基因表达载体构建与免疫原性分析

根据猪流感病毒血凝素蛋白基因(Heamuglutinine, HA)的核苷酸序列, 设计、筛选HA蛋白氨基酸序列的主要表位多肽4个, 将4个片段以柔性连接串联成模拟蛋白, 核苷酸约为300 bp, 体外扩增该模拟蛋白基因, 插入到原核表达载体pET30a(+)中, 转染宿主菌诱导表达, 结果获得分子量为20 kD的表达蛋白, 该蛋白可与抗His-tag抗体、抗猪流感病毒H1N1、H3N2亚型高免血清发生免疫学反应。纯化后免疫小鼠, ELISA及血凝抑制(Heamuglutinine inhibitor, HI)试验检测, 小鼠产生针对多肽抗原的血清抗体, 同时还可检测到H1N1、H3N2亚型SIV血凝抗体。流氏细胞仪检测免疫组外周血淋巴细胞高于对照组, 说明该模拟蛋白具有与H1N1、H3N2亚型猪流感病毒相似的免疫原性及反应原性, 为H1N1、H3N2血清亚型猪流感病毒疫苗研制提供了新手段。     

禽流感病毒H7N2血凝素HA1基因在大肠杆菌中的表达

目的　表达H7N2亚型禽流感病毒 (AIV)HA1基因 ,用于感染H7亚型禽流感病毒抗体的检测和HA1蛋白功能研究。方法　采用RT PCR方法对H7N2亚型AIVHA1基因进行扩增 ,将PCR产物克隆于pGEM T Easy载体 ,将该基因插入pGEX 4T 2中构建HA1基因原核表达载体 ,转化BL2 1大肠杆菌后 ,在IPTG诱导下表达HA1蛋白 ,Westernblot鉴定表达HA1蛋白。电洗脱方法纯化表达HA1蛋白 ,建立间接ELISA方法 ,对感染AIVH7、H9、H5亚型AIV阳性血清进行检测。结果　成功克隆H7N2亚型AIV的HA1基因 ,其核苷酸序列长度 96 6bp ,编码 32 2个氨基酸残基。构建HA1基因原核表达载体在大肠杆菌内表达出约 6 1× 10 3的HA1融合蛋白。Westernblot和ELISA方法鉴定表明 :表达HA1蛋白与感染H7亚型AIV鸡血清有反应 ,与H5、H9亚型AIV阳性血清没有反应。结论　本研究在大肠杆菌中成功表达了H7N2亚型AIVHA1基因蛋白 ,具有与感染H7亚型AIV阳性血清反应原性 ,不与H5和H9亚型AIV感染阳性血清发生反应。     

1995～2005年中国H3N2亚型人流感病毒血凝素基因变异与流行相关性研究

为了探讨中国H3N2亚型人流感病毒血凝素基因变异与流行关系,对1995～2005年中国分离的550株H3N2流感病毒的HA1序列进行分析.HA1基因进化树显示出以很长的主干和很短的侧枝为特征.HA1的氨基酸位点变异主要位于5个已知的抗原位点及其附近,同时其它位点也有改变.通过对HA1序列资料分析发现这期间导致H3N2流行的序列改变的三种可能,第一种是同时出现多位点变化,第二种是位点变化逐渐发生累积到多个位点变化,第三种是单个抗原位点和受体结合位点同时改变,均可以引起H3N2流行.     

山东地区16株H9N2亚型禽流感病毒HA基因的序列分析

为了解H9N2亚型禽流感病毒(AIV)山东分离株的遗传变异情况,采用RT-PCR技术对16株从山东不同地区分离的H9N2亚型禽流感病毒的HA基因进行扩增、克隆和测序,并对所获得的HA全序列进行同源性和遗传进化分析。结果显示,16个分离株的裂解位点均为RSSR↓GLF,符合低致病性禽流感病毒的分子特征;有7～9个潜在糖基化位点;受体结合位点除198位有变异,其他位点均较保守;234位氨基酸均为L,具有与哺乳动物唾液酸α,2-6受体结合的特征;16个分离株HA基因核苷酸及氨基酸序列同源性分别为96.3%～99.9%和97.1%～99.6%;16个分离株同属于欧亚分支中的A/Duck/Hong Kong/Y280/97亚群。     

A型猪流感病毒山东分离株鉴定及其HA基因序列分析

从山东各地疑似流感发病猪分离到10株流感病毒,经国家流感中心鉴定均为A型流感病毒H9N2亚型。将其中一株Sw／SD／1／2003(H9N2)的血凝素全基因(HA)进行克隆与测序,与GenBank收录的其它猪流感和禽流感H9N2亚型的HA基因进行比较,发现Sw／SD／1／2003(H9N2)的血凝素基因在核苷酸序列方面同广西1999年分离的禽流感毒株Ck／GX／99(H9N2)和2000年云南分离的禽流感毒株Ck／YN／2000(H9N2)的同源性最高;进化树分析表明Sw／SD／1／2003(H9N2)起源于禽源的H9N2亚型流感病毒;Sw／SD／1／2003的HA氨基酸裂解位点与其他H9N2亚型不问,Sw／SD／1／2003的HA氨基酸裂解位点是R-S-L-R-G,而其它猪流感和禽流感H9N2亚型都是R-S-S-R-G。     

一株2011年出现的季节性甲型H1N1流行性感冒病毒血凝素基因特性的研究

本文通过比较2011年分离培养的1株季节性甲型H1N1流行性感冒(简称流感)病毒(A/Shanghai/1167/2011(H1N1))与历年季节性甲型H1N1流感病毒的血凝素(HA)基因,追溯该病毒的基因变异与来源,探讨该毒株的出现对流感防控工作的意义.采用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法扩增病毒的HA和神经氨酸酶(NA)片段,并进行测序;应用分子生物学软件对获得的序列进行分析,绘制基因进化树;同时,通过血凝抑制试验检测2011年下半年健康人群中该流感病毒的抗体水平.结果显示,A/Shanghai/1167/2011(H1N1)的HA基因序列与世界卫生组织(WHO)2007～2008年季节性甲型H1N1流感病毒疫苗株A/Brisbane/59/2007(H1N1)最接近,同源性达99.2%,与新型甲型H1N1流感病毒A/California/07/2009疫苗株同源性仅为72.4%.其HA基因裂解位点为PSIQSR↓GLF,尚未出现高致病性的分子特征.HA片段共编码557个氨基酸,有9个潜在的糖基化位点,序列与2009年前WHO疫苗株A/NewCaledonia/20/1999(H1N1)、A/SolomonIslands/3/2006(H1N1)和/Brisbane/59/2007(H1N1)相比,分别有15、12和4处不同,这些差异分布在Sa、Sb、Ca1、Ca2、Cb 5个抗原决定簇的氨基酸差异分别有5、5和2处.该毒株在健康人群血清的抗体阳性率为34.33%,几何平均效价(GMT)为10.38.A/Shanghai/1167/2011(H1N1)是2011年出现在上海地区的一个季节性甲型H1N1流感病毒毒株,其抗原变异与既往季节性甲型H1N1流感病毒相比不大,但在以A(H1N1)pdm09为主要流行株的年份检测到散在发生的既往季节性甲型H1N1流感病毒毒株应当引起重视,其在人群中的抗体水平较低,易引起流行,需要提高对类流感人群中此种毒株的持续监测.