A/H6N1亚型禽流感病毒致病性评估及与2009 A/H1N1亚型流感病毒在哺乳动物体内的遗传兼容性

目的探讨人、禽流感病毒在哺乳动物体内的遗传兼容性,为下一步研究H6亚型禽流感病毒重配和致病性变异的分子机制奠定基础。方法野鸭源A/H6N1亚型禽流感病毒A/Mallard/SanJiang/275/2007以101EID50～106EID50的攻毒剂量经鼻内途径感染小鼠,通过临床症状观察、病毒滴定和病理切片观察进行病毒学和组织学两方面检测对小鼠的致病性;同时,将此病毒与2009年A/H1N1流感病毒A/Changchun/01/2009(H1N1)混合感染豚鼠,分析两株病毒在哺乳动物体内的遗传兼容性。每天采集豚鼠鼻洗液并用噬斑纯化技术获得重配病毒,对获得的重配病毒进行全基因组序列的测定。结果 H6N1亚型禽流感病毒能直接感染小鼠,但对小鼠不致死。106EID50的攻毒剂量可有效感染小鼠,攻毒后第5天,小鼠表现出被毛较粗乱、活动减少、体重下降、呼吸急促的临床症状,但至攻毒后第10天开始康复,而对照组(MOCK)小鼠在14 d的观察期内无明显临床症状。病毒滴定结果表明,该病毒主要在小鼠肺脏和鼻甲骨中复制,病毒滴度可达104.5EID50/mL。病理学观察发现感染小鼠肺泡壁增厚,有大量炎性细胞浸润,纤维蛋白渗出并伴有轻微出血;在A/H6N1和A/H1N1混合感染豚鼠的重配实验中,经过三轮噬斑纯化从豚鼠鼻洗液中分离到6株重配病毒,说明A/H6N1亚型禽流感病毒与A/H1N1亚型流感病毒具有很好的遗传兼容性,能在豚鼠体内能发生重配。结论野鸭源A/H6N1亚型流感病毒无需适应就能够感染哺乳动物;该病毒与A/H1N1流感病毒具有很好的遗传兼容性,在哺乳动物体内能够发生基因重配,产生新的重配病毒,其公共卫生意义应引起高度关注。     

高致病性A(H5N6)亚型禽流感病毒全基因组序列测定方法的建立

建立以Sanger测序方法为基础的新型A(H5N6)亚型禽流感病毒全基因组扩增方法。从GenBank和Global Initiative on Sharing All Influenza Data(GISAID)下载近五年H5亚型流感病毒的HA基因序列,N6亚型流感病毒的NA基因序列,以及H5N1和H9N2亚型流感病毒内部6个基因序列,每个基因序列分别进行比对,在相对保守区域设计用于分段扩增的引物,共32对,选用3株病例分离病毒及6株环境分离病毒对引物进行验证。优化后的32对引物能够有效地扩增9株H5N6亚型禽流感病毒,其中3株病例分离病毒的扩增产物条带单一,无非特异扩增。6株环境标本分离病毒扩增产物中,个别反应有非特异扩增产物。建立了一种能够获得高致病性H5N6亚型禽流感病毒全基因组序列的Sanger测序方法,该方法简单、快速,为新型H5N6亚型禽流感病毒的进化分析提供了基础。     

1株H6N6亚型禽流感病毒分子遗传特性分析

本研究采用无特定病原体(specific pathogen free,SPF)鸡胚,从某活禽市场环境中分离出1株H6N6亚型禽流感病毒(A/environment/Zhenjiang/zj18/2013,en/zj18)。通过二代测序技术进行全基因组测序,通过BLASTn 进行同源性检索,并采用MEGA5.0软件构建系统发生树。基因进化树分析表明,分离株en/zj18的所有8个基因节段(PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M和NS)均与近年来中国华东地区流行的H6N6亚型禽流感病毒的相应基因位于同一进化分支,与参考株的核苷酸同源性达96.7%～99.6%。分离株en/zj18的HA蛋白裂解位点为PQIETR↓GL,是低致病性禽流感病毒的分子特征。HA蛋白上关键受体结合位点190和228位(按H3亚型的HA蛋白序列排序)氨基酸分别是E和G,理论上更易与α2,3-半乳糖苷唾液酸受体结合。结果提示,需加强活禽市场禽流感病毒的持续监测,从而为有效应对禽流感病毒对公共卫生的持续威胁提供科学依据。     

神经氨酸酶茎部氨基酸缺失对H5N1亚型禽流感病毒生物学特性的影响

近年来H5N1亚型禽流感病毒(AIV)神经氨酸酶(NA)茎部15~20个氨基酸的自发缺失时有报道,突变对于AIV生物学特性的影响还没有得到系统研究。应用反向遗传操作技术,拯救获得5株具有不同NA茎部长度的H5N1/PR8重组AIV。重组病毒的内部基因和血凝素(HA)基因来源相同,NA基因来源不同,并在NA茎部进行20个氨基酸的删除或添加突变。通过研究其生物学特性发现,5株重组病毒在SPF鸡胚中繁殖良好,其EID50、MDT和平均病毒滴度相似;NA茎部长短影响病毒的解凝能力,长茎病毒红细胞解脱能力比短茎病毒强;NA茎部15或20个氨基酸删除突变提高了重组病毒在MDCK细胞上的繁殖能力,短茎病毒释放出的病毒粒子数量是长茎病毒的10~100倍,释放时间提前6~10h,短茎病毒在MDCK细胞上形成的空斑也明显比长茎病毒的空斑大。实验结果揭示了AIV NA茎部氨基酸缺失突变的生物学意义,NA茎部15或20个氨基酸删除突变增强了AIV的细胞适应性,可能与现阶段H5N1亚型AIV宿主范围进一步扩大有关。利用反向遗传技术成功拯救了5株H5N1/PR8重组流感病毒,为流感病毒基因功能研究和重组疫苗研究建立了技术平台。通过对AIV NA茎部氨基酸的删除突变提高了病毒在MDCK细胞上的繁殖产量,为流感病毒细胞苗的生产提供了新的思路。     

高致病性A(H5N6)亚型禽流感病毒全基因组序列测定方法的建立北大核心CSCD

建立以Sanger测序方法为基础的新型A(H5N6)亚型禽流感病毒全基因组扩增方法。从GenBank和Global Initiative on Sharing All Influenza Data(GISAID)下载近五年H5亚型流感病毒的HA基因序列,N6亚型流感病毒的NA基因序列,以及H5N1和H9N2亚型流感病毒内部6个基因序列,每个基因序列分别进行比对,在相对保守区域设计用于分段扩增的引物,共32对,选用3株病例分离病毒及6株环境分离病毒对引物进行验证。优化后的32对引物能够有效地扩增9株H5N6亚型禽流感病毒,其中3株病例分离病毒的扩增产物条带单一,无非特异扩增。6株环境标本分离病毒扩增产物中,个别反应有非特异扩增产物。建立了一种能够获得高致病性H5N6亚型禽流感病毒全基因组序列的Sanger测序方法,该方法简单、快速,为新型H5N6亚型禽流感病毒的进化分析提供了基础。     

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。     

H9N2亚型禽流感病毒NS1基因的进化分析

利用RT-PCR方法,扩增了1998～2005年间分离的9株H9N2亚型禽流感病毒的NS1基因,对其进行了序列测定和进化分析.序列分析表明,9株AIV NS1基因完整的阅读框均为654bp,编码217个氨基酸,其核苷酸和推导的氨基酸同源性分别为95.4%～99.8%和93.6%～100%;9株病毒的NS1蛋白的C端均有13个氨基酸的缺失;进化分析表明,9株AIV属于A群,且形成一个独立分支,在该分支中,只有Ck/HN/A3/98株属于Ck/HK/Y280/97-like亚类,且与Ck/BJ/8/98的进化关系最近,其余8株属于Ck/SH/F/98-like亚类,说明Ck/SH/F/98-like亚类的H9N2亚型AIV在中国大陆的鸡群中广泛存在.NS1基因的进化及其编码产物的特性分析,为AIV的毒力变异、致病机制、药物靶位点的设计及鉴别诊断的研究奠定了基础.     

H5N1亚型禽流感病毒进化的研究进展

由H5N1流感病毒引起的高致病性禽流感,在禽类之间广泛传播。当人类接触这些禽类时,可能会被感染并产生严重的呼吸道症状,且死亡率高达60%。血凝素(hemagglutinin,HA)是H5N1病毒中和抗体的主要抗原,为了便于对病毒的HA突变进行研究,根据HA遗传基因的差异远近,所有的H5病毒株都被划分在20个分支内。对于H5N1病毒进化的研究在禽流感疫苗的研制、禽流感大流行的预防等方面均具有重要意义。现对禽流感、H5N1病毒特征、血凝素的结构功能、H5N1病毒的分支以及病毒进化的研究进行概述。     

长沙A(H1N1)亚型季节性流感暴发疫情的实验室诊断及其HA基因特性分析

对2009 年长沙麓山国际学校流感暴发疫情进行实验室诊断, 并探索新分离的A(H1N1)亚型流感病毒血凝素(HA)的基因特性。对流感暴发疫情的25 份鼻/咽拭子标本进行RT-PCR检测和流感病毒分离, 然后利用CEQ?8000 Genetic Analysis System对病毒分离株(A/Yuelu/314/2009)进行测序, 测序结果提交至GenBank(登录号: FJ912843)并用ClustalX和Mega4.1软件进行序列分析。结果显示, 分离出A(H1N1)亚型流感毒株18株, 检出21份A(H1N1)亚型流感病毒核酸阳性; A/Yuelu/314/2009(H1N1) HA基因序列与2008~2009 年疫苗株(A/Brisbane/59/2007)比较显示: 核苷酸和氨基酸同源性均为99%, 有6个位点的氨基酸发生了变异(V148A、S158N、G202A、I203D、A206T、W435R), 其中一个S158N氨基酸变异位于B抗原表位, HA基因序列上共有潜在糖基化位点9 个(27、28、40、71、151、176、303、497、536), 与A/Brisbane/59/2007相同且氨基酸序列保守。本实验诊断出此次流感暴发疫情的病原体为A(H1N1)型季节性流感病毒, 研究还发现A/Yuelu/314/2009(H1N1)长沙分离株与A/Brisbane/59/2007 疫苗株基因序列比较显示并未形成一个新的变种, 推测是由于分离株与疫苗株之间基因特性的改变和人群对A(H1N1)亚型流感病毒免疫力降低导致了此次长沙麓山国际学校A(H1N1)亚型流感的暴发。     

禽流感病毒H5N1全基因组克隆与分析

为明确广东地区分离的一株禽流感病毒H5N1的遗传背景,建立流感病毒反向遗传的平台。对该株禽流感病毒进行了空斑纯化与组织细胞培养,检测其在MDCK细胞中的增殖特性;利用H5N1病毒通用引物,通过RT-PCR对该病毒全基因组的8条片段进行全长克隆及测序分析;将H5N1的8条全长基因组片段分别插入反向遗传通用载体中,构建禽流感病毒H5N1的感染性克隆。结果表明,该H5N1毒株在MDCK细胞中可不依赖胰酶进行有效增殖与复制,可使MDCK细胞出现典型细胞病变,具有高致病性禽流感病毒的细胞增殖特征。RT-PCR克隆得到该H5N1毒株的PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M和NS八条全长片段,经测序分析确认该毒株的基因序列,其内部编码序列出现多处突变,其中HA连接肽为多个连续碱性氨基酸,表明该毒株可不依赖胰酶进行有效复制,与细胞培养结果一致,未出现抗药性的遗传突变。PCR与测序证明,插入H5N1八个全长基因组片段的载体序列完全正确,表明成功构建了该毒株的感染性克隆。为明确病毒遗传信息,建立流感病毒反向遗传的平台,为进一步研究禽流感病毒相关疫苗提供了研究基础。     

Enhanced pathogenicity and transmissibility of H9N2 avian influenza virus in mammals by hemagglutinin mutations combined with PB2-627K

H9N2 avian influenza viruses (AIVs) circulate globally in poultry and have become the dominant AIV subtype in China in recent years. Previously, we demonstrated that the H9N2 virus (A/chicken/Eastern China/SDKD1/2015) naturally harbors a mammalian-adaptive molecular factor (627K) in the PB2 protein and is weakly pathogenic in mice. Here, we focused on new markers for virulence in mammals. A mouse-adapted H9N2 virus was serially passaged in mice by infecting their lungs. As expected, infected mice showed clinical symptoms and died at passage six. A comparison between the wild-type and mouse-adapted virus sequences identified amino acid substitutions in the hemagglutinin (HA) protein. H9N2 viruses with the T187P ?+ ?M227L double mutation exhibited an increased affinity to human-type (SAα2,6Gal) receptors and significantly enhanced viral attachment to mouse lung tissues, which contributed to enhancing viral replication and virulence in mice. Additionally, HA with the T187P ?+ ?M227L mutation enabled H9N2 viral transmission in guinea pigs via direct contact. AIV pathogenicity in mice is a polygenic trait. Our results demonstrated that these HA mutations might be combined with PB2-627K to significantly increase H9N2 virulence in mice, and this enhanced virulence was achieved in other H9N2 AIVs by generating the same combination of mutations. In summary, our study identified novel key elements in the HA protein that are required for H9N2 pathogenicity in mice and provided valuable insights into pandemic preparedness against emerging H9N2 strains.     

Identification of potential virulence determinants associated H9N2 avian influenza virus PB2 E627K mutation by comparative proteomics

Some highly pathogenic H5N1, H7N9, and H10N8 isolated from China carried six internal genes from H9N2 avian influenza viruses (AIV) and the key amino acids at 627 in PB2 of these viruses had mutated to K. To investigate the mechanism of increased pathogenicity for H9N2 AIV PB2 627K, we analyzed the difference in mouse lung proteins expression response to PB2 K627E. By iTRAQ method, we found that the mutated K627E contributed to a set of differentially expressed lung proteins, including five upregulated proteins and nine downregulated proteins at 12 h postinfection; ten upregulated proteins and 25 downregulated proteins at 72 h postinfection. These proteins were chiefly involved within the cytoskeleton and motor proteins, antiviral proteins, regulation of glucocorticoids signal‐associated proteins, pro‐ and anti‐inflammatory proteins. Alteration of moesin, FKBP4, Hsp70, ezrin, and pulmonary surfactant protein A (sp‐A) may play important roles in increasing virulence and decreasing lungs antiviral response. Further, three upregulated proteins (moesin, ezrin, and sp‐A) caused by PB2 K627E were also confirmed in A549 cells. Moreover, overexpression of sp‐A in A549 inhibited virus replication and downregulation promoted virus replication. In this study, sp‐A as a potential virulence determinant associated H9N2 AIV PB2 E627K mutation was identified using comparative proteomics.     

一株人感染高致病性禽流感(H5N1)病毒基因组分子特征分析

【背景】H5N1禽流感病毒可以感染人类导致重症呼吸道感染,致死率高。【目的】研究我中心确认的一例人感染高致病性禽流感H5N1病毒A/Nanjing/1/2015的可能起源及基因组分子特征。【方法】对病人痰液样本中的H5N1病毒进行全基因组测序,使用CLC Genomics Workbench 9.0对序列进行拼接,使用BLAST和MEGA 5.22软件进行同源性比对和各片段分子特征分析。【结果】该株禽流感病毒属于H5亚型的2.3.2.1c家系,其8个片段均与江浙地区禽类中分离的病毒高度同源,未发现有明显的重配。分子特征显示,该病毒血凝素(Hemagglutinin,HA)蛋白裂解位点为PQRERRRR/G,受体结合位点呈现禽类受体特点,但出现D94N、S133A和T188I氨基酸置换增强了病毒对人类受体的亲和性。神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)蛋白颈部在49-68位缺失20个氨基酸,非结构蛋白1 (Non-structure protein,NS1)存在P42S置换和80-84位氨基酸的缺失。其他蛋白中也存在多个增强病毒致病力和对人类细胞亲和力的氨基酸突变。对耐药位点分析发现存在对奥司他韦的耐药突变H_274Y,病毒对金刚烷胺仍旧敏感。【结论】人感染高致病性禽流感H5N1病毒A/Nanjing/1/2015属于2.3.2.1c家系,禽类来源,关键位点较保守,但仍出现了多个氨基酸的进化与变异使其更利于感染人类。H5N1禽流感病毒进化活跃,持续动态监测不能放松。     

Analysis of PB2 protein from H9N2 and H5N1 avian flu virus

Influenza A viruses of subtype H9N2 are wide spread among poultry and other mammalian species. Crossing the species barrier from poultry to human occurred in recent years creating a pandemic of H9N2 virus. It is known that the pathogenicity of H9N2 is lower than H5N1. Nonetheless, it is important to establish the molecular functions of H9N2 viral proteins. We studied mutations in the polymerase protein PB2 of H9N2 from different strains and compared it with the highly pathogenic H5N1. The mutation M294T was found to be important in the N-myristoylation domain of Ck/UP/2573/India/04(H9N2) isolate. Prediction of secondary structures and PROSITE motif assignments were performed for PB2 to gain functional insight. Subsequently, the effect of mutations in secondary structures among strains is discussed.     

抗体选择压作用下H9N2亚型禽流感病毒NA基因的变异

将LG1株H9N2亚型禽流感病毒在带有抗LG1株母源抗体的鸡胚中分4个独立系列连续传40代后,有3个系列从10～20代起在NA基因的#99位发生了可稳定遗传的碱基"G"到"A"的突变,并使氨基酸由蛋氨酸变为异亮氨酸;有2个系列从20～30代起在#473位发生了可稳定遗传的由"A"到"G"的碱基突变,导致相应的氨基酸由天冬酰胺变为丝氨酸,另一个传代系列在50代时也发生了同样的突变。在无抗体的鸡胚上的2个独立对照系列同样传了80代,在这2个位点没有发生突变,表明这2个突变与抗体的选择压相关。在抗LG1母源抗体阳性鸡胚的连续40代传代过程中,NA基因在有抗体组的四个传代系列碱基的非同义突变(NS)与同义突变(S)比为4.6(32/7),而在无抗体组NS/S比为2.0(16/8)。有抗体组NS/S值显著高于无抗体组,也显示出抗体的选择压作用。     

血液通路在H5N1高致病性禽流感病毒入侵小鼠中枢神经系统中的作用

【目的】研究血液通路在H5N1高致病性禽流感病毒入侵小鼠中枢神经系统中的作用。【方法】用3株H5N1病毒滴鼻感染BALB/c小鼠,研究小鼠肺、脑、血中的病毒在感染后不同时间点的复制动态及病理进展,通过免疫组化和免疫荧光染色显示病毒在脑部血管内皮细胞及血管周围神经组织的感染情况。【结果】小鼠感染后病毒迅速在肺中高效复制,随即形成病毒血症;感染后第6天病毒在肺中的滴度和在血液样本中的检出率达到峰值,此时小鼠脑部才开始检测到病毒;小鼠脑内血管内皮细胞、脑血管周围神经组织的神经元和神经胶质细胞中可检测到流感病毒NP蛋白。【结论】血液播散可能是高致病性H5N1禽流感病毒进入中枢神经系统的途径之一。