我国部分禽流感病毒H5N1之HA序列变异演化分析

从GenBank上获得我国人(Homo sapiens)、家禽和野鸟42株H5N1亚型禽流感病毒的HA基因核酸序列,利用DNAStar分析HA蛋白关键位点氨基酸残基的变化,比较HA基因核苷酸序列同源性,构建遗传进化树.探讨我国部分人、家禽和野鸟H5N1病毒基因的遗传进化关系.序列分析结果表明:禽流感病毒H5N1亚型的HA基因持续地发生着变异,但并非以均一速度进行,时间间隔愈长,核苷酸同源性愈低;我国同一地区或临近地区,当年或前后两年发生的人及家禽感染的禽流感病毒高度同源.推测我国部分人发生的禽流感可能是通过家禽感染的;候鸟的迁徙在传播病毒过程中所起的作用有待深入探讨.     

一株H5N2亚型鹦鹉源禽流感病毒分子进化分析

2005年在广东进行流行病学调查时分离到一株鹦鹉源禽流感病毒,经鉴定为H5N2亚型禽流感病毒(A/Parrot/Guangdong/268/2005)。该毒株的HA裂解位点附近的氨基酸序列为RETRGLF,只含有一个碱性氨基酸,符合低致病性禽流感病毒的HA裂解位点附近氨基酸序列的分子特征;与H5N2亚型禽流感代表毒株相比,该毒株HA和NA基因的糖基化位点、HA基因的受体结合位点编码区、NA基因的耐药性位点均未发生变异。将该毒株全基因组序列与GenBank已公布的19株H5N2亚型禽流感病毒株的相应序列进行比较分析并绘制系统进化树后发现:其与低致病性禽流感毒株A/Pheasant/NJ/1355/1998(H5N2)-like的亲缘关系最近,位于以A/Chicken/Pennsylvania/1/1983(H5N2)为代表的美洲进化分支。     

H5N1亚型高致病性禽流感病毒NS1基因的克隆及其序列分析

目的：克隆H5N1亚型禽流感病毒的NS1基因,并分析其序列特性。方法：通过RT-PCR方法克隆H5N1亚型禽流感病毒NS1基因,并对该基因片段进行测序,将此序列与数据库中不同时间、地点、宿主来源的H5N1亚型流感毒株NS1基因序列进行同源性比较。结果：获得了678bp的NS1全长基因,可编码225个氨基酸;其与毒株A／chicken／Jilin／hq／2003的同源性最高,二者的核酸和氨基酸的同源性分别为99．7％和99．1％。比对分析发现,该毒株NS1基因在第238-252位有15个核苷酸的缺失;进化树分析表明,它与1997年香港流行的H5N1亚型禽流感病毒毒株分别属于2个不同的分支。结论：克隆了一株H5N1亚型禽流感病毒的NS1基因,并初步分析了其序列特性,为进一步研究NS1基因的功能奠定了基础。     

逆转录环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP)在H5N1禽流感病毒基因检测中的应用

建立一种便捷、灵敏的检测方法,即逆转录环介导等温核酸扩增技术(RT-LAMP)用于H5N1亚型禽流感病毒基因检测.该技术使用特异对应于靶序列中8个基因区段的6条特异引物,在等温条件下进行核酸扩增反应.对51份实验感染动物及病毒培养标本的H5N1亚型禽流感病毒的HA、NA基因区进行了RT-LAMP检测,并以SYBR Green Ⅰ为反应指示剂进行了逆转录环介导等温核酸扩增技术,对该反应进行实时监控,经对扩增产物做内切酶验证和测序分析,证明RT-LAMP技术的特异性;同时,用10倍系列稀释的RNA样品对该检测方法的灵敏度进行了测试.结果显示:利用RT-LAMP技术成功检测到H5N1禽流感病毒的HA、NA基因区,且RT-LAMP与Real-time PCR结果呈现很好的一致性.此方法的灵敏度可达到能检测10个拷贝RNA分子水平.因此,RT-LAMP技术应用于H5N1亚型禽流感病毒的快速检测是一种可行的方法.     

化学合成siRNA抑制H5N1亚型禽流感病毒在鸡胚成纤维细胞中的增殖

为研究RNA干涉对H5N1亚型禽流感病毒的增殖抑制作用,针对H5N1亚型禽流感病毒的NP和PA基因,设计4对siRNA干涉序列,并将其转染到鸡胚成纤维细胞,6h后接种H5N1亚型禽流感病毒液,在病毒感染后的16～56h内测定细胞上清中的病毒血凝价及观察细胞病变,并在病毒感染36h后检测NP、PA、HA和β-actin基因的mRNA水平。结果显示4对siRNA均能不同程度地抑制H5N1亚型禽流感病毒在鸡胚成纤维细胞中的增殖,但以PA为靶基因设计的一对干涉序列效果最优;实验还证实随着时间的延长,干涉效应逐渐减弱。本实验为研究RNA干涉技术防控禽流感提供了依据。     

2008～2009年珠海市H3N2亚型流感病毒HA1基因特性分析

为了解2008~2009年珠海市H3N2亚型流感病毒HA1基因变异情况,选择珠海市2008~2009年期间不同时间点的经狗肾传代细胞(MDCK)培养分离的H3N2亚型流感毒株20株,提取病毒RNA,通过RT-PCR扩增HA1基因片段,将产物纯化并测序,推导氨基酸序列,进行基因进化特性分析。与同时期的疫苗株比较,2008年珠海市流行的H3N2亚型流感毒株HA1区抗原决定簇的氨基酸位点变异数少于4个;2009年珠海市流行的H3N2亚型流感毒株除09-0056外,HA1区存在5个位于抗原决定簇内的变异氨基酸位点。2008年H3N2亚型流感毒株的HA1区的糖基化位点与疫苗株一致;2009年H3N2亚型流感毒株HA1区丢失第144位糖基化位点。2008~2009年H3N2亚型流感毒株RBS氨基酸序列未见明显变异。与2008年H3N2亚型流感毒株比较,2009年H3N2亚型流感毒株HA1区抗原决定簇内存在多个位点的氨基酸替换。这些说明2008年珠海市流行的H3N2亚型流感病毒不是新变种;2009年流行的H3N2亚型流感病毒为新的变异株,这可能是H3N2亚型流感病毒在2009年6-9月为珠海地区季节性流感流行优势株的原因。     

广州市两株人感染H5N6禽流感病毒全基因组序列特征分析

H5N6禽流感是重要的人兽共患病,给公共卫生带来严重威胁。为研究人感染H5N6禽流感病毒的基因特征,本文对广州市两株人感染H5N6禽流感病毒进行全基因组序列扩增,应用生物信息学软件分析分子变异和遗传进化特征。结果显示:两毒株各基因片段同源性存在差异,血凝素(Hemagglutinin,HA)基因同源性最高为98.3%,PB2基因同源性最低为85.2%。A/Guangzhou/41641/2014(H5N6)病毒的HA、神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)、聚合酶碱性蛋白2(Polymerase basic protein 2,PB2)基因与猫源毒株A/feline/Guangdong/1/2015(H5N6)亲缘关系较近,推测可能起源于共同祖先。两株病毒均为禽源高致病性病毒,HA和NA表面蛋白受体结合位点、裂解位点和耐药位点未发生变异。内部基因重要位点均有不同程度的变异,其中以41641病毒变异较大,并发生PB2蛋白E627K突变。两株病毒均发生与不同亚型病毒之间的重组现象,41641病毒的内部基因分别与H5和H9N2/H7N9发生重组,其中PB2和PB1基因分别与2013年暴发的华南分支和华东分支H7N9禽流感病毒亲缘关系相近,A/Guangzhou/37845/2015(H5N6)病毒的内部基因与H5N1/H5N6病毒发生重组。因此,广州市两株人感染H5N6禽流感病毒进化起源不同,属于两种不同的基因型,本研究推测2013年暴发的H7N9禽流感病毒在新型H5N6重组病毒的进化过程中起到重要作用。     

一株重组鸭源H5N2亚型禽流感病毒分子进化分析

2016年对武汉地区家禽市场进行常规流感监测,分离鉴定到1株H5N2亚型禽流感病毒。本研究对该株病毒进行了全基因组测序,分子特征和遗传进化分析。结果显示该株病毒的HA基因属于Clade2.3.4.4分支,HA蛋白的裂解位点处具有多个连续碱性氨基酸,具备高致病性禽流感病毒的典型分子特征。序列比对分析显示该株病毒的各基因节段分别与H5不同亚型的禽流感病毒具有较高的相似性,推测该分离株为重组病毒。继续开展对家禽市场H5亚类流感病毒的分子流行病学调查,对研究高致病性流感病毒的变异和进化,以及对禽流感的综合防控有着重要的意义。     

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。     

人感染新型H10N3禽流感病毒分子溯源

【背景】1997年香港发生人感染禽流感事件以来,禽流感病毒成为持续威胁人类健康和公共卫生的重要病原体。【目的】对一例人感染新型H10N3禽流感病毒病例开展分子溯源研究。【方法】流感病毒分型检测采用RT-qPCR法,在下一代测序平台上完成病毒基因组测序,序列和系统进化分析采用BLAST和MEGA 6.1等生物信息学软件。【结果】2021年4月从严重呼吸道疾病患者体内分离到一株病毒,经核酸检测和序列分析,结果表明其为H10N3亚型禽流感病毒。从患者居所附近的农贸市场分离到一株基因高度同源的H10N3亚型禽流感病毒。分离株是一种新的基因重配H10N3禽流感病毒,其血凝素hemagglutinin(HA)和神经氨酸酶neuraminidase(NA)组合最早在2019年华东地区的家禽中检测到,6个内部基因来源于近年来中国南方家禽中流行的H9N2病毒。病毒的HA蛋白的裂解位点含有1个碱性氨基酸R,未插入多个碱性氨基酸,理论上不属于高致病性禽流感病毒。HA蛋白受体结合位点228位氨基酸残基由G突变为S,理论上增强了对人SAα2,6受体的亲和力。另外,未发现PB2蛋白E627K突变,但591位氨基酸...     

Identifying antigenicity-associated sites in highly pathogenic H5N1 influenza virus hemagglutinin by using sparse learning

Since the isolation of A/goose/Guangdong/1/1996 (H5N1) in farmed geese in southern China, highly pathogenic H5N1 avian influenza viruses have posed a continuous threat to both public and animal health. The non-synonymous mutation of the H5 hemagglutinin (HA) gene has resulted in antigenic drift, leading to difficulties in both clinical diagnosis and vaccine strain selection. Characterizing H5N1's antigenic profiles would help resolve these problems. In this study, a novel sparse learning method was developed to identify antigenicity-associated sites in influenza A viruses on the basis of immunologic data sets (i.e., from hemagglutination inhibition and microneutralization assays) and HA protein sequences. Twenty-one potential antigenicity-associated sites were identified. A total of 17 H5N1 mutants were used to validate the effects of 11 of these predicted sites on H5N1's antigenicity, including 7 newly identified sites not located in reported antibody binding sites. The experimental data confirmed that mutations of these tested sites lead to changes in viral antigenicity, validating our method.     

2017–2019年我国南方地区高致病性H5N6亚型禽流感病毒血凝素蛋白分子特征分析

【背景】自2014年以来,H5N6禽流感病毒在我国家禽和活禽市场持续进化,成为人类和动物健康的重大威胁。【目的】对2017–2019年中国南方地区93株高致病性H5N6禽流感病毒的HA基因进行分子进化分析。【方法】接种9–11日龄鸡胚分离核酸检测阳性的H5N6标本,运用下一代测序平台对病毒分离物进行全基因组测序,从NCBI和GISAID数据库下载参考序列,利用BLAST、MEGA6.1及Clustal X等软件进行序列分析。【结果】2017–2019年,从189份江苏省H5亚型禽类/环境标本和1名H5N6患者咽拭子标本中共分离到43株病毒,完成了33株H5N6病毒的全基因组测序。下载网上同时期中国其他地区流行的H5N6毒株序列,对总计93株H5N6病毒的HA基因进行分子进化分析。93株H5N6病毒中有78株属于Clade 2.3.4.4h,9株病毒属于Clade 2.3.4.4e,4株H5N6病毒属于Clade 2.3.4.4b,1株属于Clade 2.3.4.4f,1株属于Clade 2.3.4.4g。所有93株病毒HA蛋白的裂解位点含有多个碱性氨基酸,表明它们都属于高致病性禽流感病...     

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。     

我国部分地区H9亚型禽流感病毒血凝素基因序列比较与遗传发生关系分析

为从分子水平掌握我国H9亚型AIV的遗传变异情况和流行规律,本研究汇集近年来从我国12个省、市、自治区的发病鸡群中分离到的23株H9亚型禽流感病毒,通过RT-PCR方法和核苷酸序列测定获得了23个毒株的HA基因cDNA核苷酸序列。核苷酸和推导的氨基酸序列同源性比较结果表明,这些毒株HA基因的核苷酸序列同源性为94．1％～100％,氨基酸序列同源性为95．4％～100%;将这23个毒株和来自亚洲及世界其它地区的另外31株的HA基因cDNA序列同源性进行比较发现,分离自香港的HK170499株与日本的2个毒株关系较近;氨基酸序列分析发现,CKGS199、CKTJ196、CKTJ296、CKSH300和CKBJ197五个毒株各发生了一个潜在的糖基化位点的丢失。54株H9亚型AIVHA基因55bp～1152bp的氨基酸序列分析发现,裂解位点尽管有10种基序,但本研究中的23株和近年来从我国大陆和香港地区的分离的毒株则均为RSSR↓GLF;构成受体结合位点的191位氨基酸有一个规律,即所有中国大陆毒株与部分香港毒株都为N,其它毒株均为H,141aa～143aa处的糖基化位点有与191aa类似的规律,即：凡是191aa为N的毒株,该处均为NVS（CKBJ194除外）,凡是191aa为H的毒株,则该处均为NVT;遗传发生关系分析,中国大陆毒株处于欧亚谱系的第一支。本研究结果表明近年来我国鸡群中H9N2亚型禽流感病毒的感染流行可能有一个共同的来源,这为制定防治该亚型禽流感流行的有效对策提供了重要的科学依据。     

Rapid evolution of H5N1 influenza viruses in chickens in Hong Kong

The H5N1 avian influenza virus that killed 6 of 18 persons infected in Hong Kong in 1997 was transmitted directly from poultry to humans. Viral isolates from this outbreak may provide molecular clues to zoonotic transfer. Here we demonstrate that the H5N1 viruses circulating in poultry comprised two distinguishable phylogenetic lineages in all genes that were in very rapid evolution. When introduced into new hosts, influenza viruses usually undergo rapid alteration of their surface glycoproteins, especially in the hemagglutinin (HA). Surprisingly, these H5N1 isolates had a large proportion of amino acid changes in all gene products except in the HA. These viruses maybe reassortants each of whose HA gene is well adapted to domestic poultry while the rest of the genome arises from a different source. The consensus amino acid sequences of "internal" virion proteins reveal amino acids previously found in human strains. These human-specific amino acids may be important factors in zoonotic transmission.     

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))。     

Understanding the evolutionary relationship of hemagglutinin protein from influenza viruses using phylogenetic and molecular modeling studies

The existing H1N1 (2009) swine flu is pandemic in nature and is responsible for global economic losses and fatalities. Among the eight gene segments of H1N1, hemagglutinin (HA) plays a major role in the attachment of the virus to the host cell surface and entry of viral RNA into the host cell leads to infection. In this study, sequence and phylogenetic analysis of the H1N1 (2009) HA, from Mexico City along with 1952 sequences, from different subtypes of pandemic influenza A virus were studied and results showed that the closest relationship of H1N1 (2009) Mexico strain was with the H1N1 (2007) Mallard Norway strain. Analysis of secondary structures predicted from the protein sequence revealed that diminishing of alpha helixes was observed in many areas of the sequences between the years 2005 to 2010. Conversely, analysis at the structural level is necessary to critically assess the functional significance. Structural level investigation was therefore done for the above said proteins by constructing the 3D structure of these proteins through homology modeling. The models were validated and structural level similarities were evaluated through superimposition. Subsequently, docking studies were done to find the binding mode of the sialic acid (SA) with influenza HA. Molecular dynamics simulations were executed to study the interactions of SA molecule with the HA. Energetic analysis reveals that van der Waal interaction is more favorable for binding of HA with SA of the whole influenza virus. Binding pocket analysis shows that intensities of H-bond donor and acceptor are more in H1N1 (2009).