H6N1亞型禽流感病毒跨種屬傳播研究進展

孫增輝，朱銀川，王熹婧，蒙遠雁，張增峰

H6N1亞型禽流感病毒跨種屬傳播研究進展

孫增輝1，朱銀川1，王熹婧1，蒙遠雁2，張增峰1

禽流感病毒H6N1亞型廣泛存在于水禽和陸禽，是最常分離到的甲型流感病毒亞型, 遺傳分析表明該病毒可能是高致病禽流感病毒H5N1的前體。隨著病毒基因的持續進化，H6N1可跨種間屏障傳播至哺乳動物，其對于哺乳動物小鼠、豬和雪貂已經具有較強感染能力。血清流行病學調查結果顯示少數人H6禽流感病毒抗體陽性，2013年5月，我國臺灣出現全球首例人類感染H6N1亞型流感病毒。因此，H6N1病毒宿主范圍不斷擴大，在這些宿主內可發生病毒基因突變、基因重配，進而演變為具有感染人類潛能的新變異株的可能。本文從病原學、流行病學、病毒感染哺乳動物和人類等方面對H6N1亞型禽流感病毒的研究進展進行綜述，以期為H6N1禽流感病毒的防控提供參考。

甲型流感病毒；H6N1亞型；流行病學調查；感染；哺乳動物；人

流感病毒分為A、B、C、D四型，其中以A型流感病毒極易突變引起大流行而聞名，其亞型眾多。20世紀至今，人類全球性的流感大流行均為A型流感病毒基因重配或突變引起，因此，對于A型流感病毒基因重配或突變機制的研究是預防流感暴發及大流行的關鍵點[1]。水禽是目前研究公認的流感病毒的天然宿主，禽流感病毒已經從過往的主要對禽類致病發展成為對禽類、馬、豬、雪貂、海豹及人類等多種屬動物具有致病性和感染能力，特別近十余年來，禽流感病毒H5N1、H7N9、H9N2等頻繁從禽類跨物種間屏障直接感染人，對人類健康和公共衛生安全構成巨大威脅。但禽流感病毒跨種屬屏障傳播機制的研究尚未清楚，是我們所要解決的關鍵科學問題。令人擔憂的是，2013年5月，我國臺灣出現全球首例人類感染H6N1亞型流感病毒[2]。雖然H6N1亞型屬低致病性病毒, 但在禽類普遍存在，有演變成新型流感病毒的風險，也可能成為引發新一輪全球流感的元兇，科研工作者除了提防禽流感病毒H5N1、H7N9，也不能忽視禽流感病毒H6N1的潛在威脅。因此，探索H6N1亞型跨種屬傳播能力成為了新的研究熱點，對于防控新的流感大流行具有深遠的意義。

1 禽流感病毒概述

流感病毒屬正粘病毒科流感病毒屬，為外有囊膜的分節段單負鏈RNA病毒。A型流感病毒根據其囊膜外的2種刺突蛋白血凝素(Hemaglutinin, HA)和神經氨酸酶(Neuraminidase, NA)的不同可以將其分為18個H亞型(H1-H18)和11個N亞型(N1-N11)[3-5]。禽流感病毒(avian influenza virus, AIV)屬A型流感病毒，根據禽流感病毒對雞的致病能力可以將其分為高致病性禽流感病毒(highly pathogenic avian influenza virus, HPAIV)和低致病性禽流感病毒(low pathogenic avian influenza virus, LPAIV)。其中目前常見的有H5、H7亞型的HPAIV和H9、H6亞型的LPAIV，這些病毒在禽類中普遍存在并傳播致病。禽流感病毒感染具有天然的種屬特異性，被稱為種屬屏障作用，禽流感病毒要感染人類及其他哺乳動物必須跨越這種種屬屏障。但近些年來，人類被HPAIV和LPAIV感染的不斷報道直接證明了某些亞型的禽流感病毒具有跨種屬傳播能力，出現禽傳人的感染，但尚未出現持續的人際傳播。禽流感病毒的基因組由8個基因節段構成，至少編碼10種以上蛋白肽，它們分別是PB1、PB2、PA、HA、NP、NA、M和NS[6]。研究發現，人感染禽流感病毒正是由于其基因片段的突變或者重配導致了禽流感病毒跨種屬傳播的發生，但具體的機制及發生規律尚在研究中。此外，有研究發現，流感病毒感染受體主要有禽型SAα-2,3Gal和人型SAα-2,6Gal 2種唾液酸受體[7]，禽流感病毒特異性識別、結合禽型受體，人流感病毒特異性識別、結合人型受體，而禽流感病毒受體特異性由Acα2,3Gal轉變為Acα2,6Gal也被認為是造成禽傳人流感大流行的關鍵因素[8]。因此，禽流感病毒在進化過程中的基因不斷重配和突變及受體特異性的轉變都將可能演變為新變異株，給人類公共衛生安全造成潛在威脅。

2 H6亞型禽流感病毒的病原學特征

H6亞型禽流感病毒屬于LPAIV，感染的宿主范圍極其廣泛，在北美洲和亞洲的鳥類中廣泛傳播，也是我國南方地區禽類常見的感染類型之一[9]。H6亞型AVI自1965年首次從火雞體內分離得到以來，后期不斷從水禽及陸禽體內分離出來[10]。根據其基因特征可以將其分為北美譜系和歐亞譜系兩大類。隨著H6亞型禽流感病毒的不斷進化，北美譜系正在發生基因重配，歐亞譜系的比例呈上升趨勢[11]。然而，北美洲的H6亞型禽流感分布較為廣泛，種類眾多，且相互之間的免疫原性及傳播能力不同，存在差異。H6亞型AIV可以對禽類致病，并且可以在小鼠體內得到良好的復制，且對禽類的致病性日趨增強，并出現人感染H6亞型的相關報道[12]。因此，對于H6亞型AIV跨種屬傳播機制的研究至關重要。

3 H6N1在禽類中的流行情況

對于AIV的研究報道可以追溯到1961年，人類首次從野鳥體內成功分離出AIV，自此開始了對禽流感病毒的研究關注。目前公認的禽流感的天然宿主是水禽類，而其中多種AIV均可在野鴨體內分離得到，其中以H3、H4、H6亞型最為普遍易感[6]。1965年，首次從火雞分離到H6流感病毒亞型，此后從野生、家養的水禽和陸禽陸續分離到H6病毒，且其分離率逐漸升高[10]。長期監測流感病毒發現，H6是最常分離到的甲型流感病毒亞型，其宿主范圍比其它任何亞型廣泛[13],其流行范圍之廣，如北美和南部非洲以及華南和臺灣等亞洲國家均有流行。在北美和歐洲，所有流感病毒亞型中，H6亞型的分離率最高[14-15]。候鳥的遷徙對于AIV傳播及其進化具有極大的影響作用。研究發現，在遷徙季節的春秋季，AIV病毒的感染分離量遠高于冬夏季節，且以H4和H6亞型AIV的分離率最高，H3、H9亞型次之，其他亞型分離率不高。數據顯示，其中從野鴨體內分離到的H6N1亞型的AIV比例最高，可以達到23.60%[15]。此外，還發現，H6N1亞型AIV對同種候鳥的幼鳥感染率明顯高于成年候鳥，且致病性更強，提示H6N1亞型AIV雖然是LPAIV但對于幼鳥的危害性更大。近十幾年來，中國南部的陸地禽類H6N1病毒全年處于流行狀態，H6N1是3個常見的甲型流感病毒亞型H5N1、H6N1、H9N2中最常見的亞型[16]。H6N1亞型的兩個譜系H6N1-W312和H6N1-Taiwan普遍存在于我國南方和臺灣的雞群[16-18]。進一步的監測表明，H6N1病毒在華南地區小種家禽已經建立穩定譜系，并與該地區的H5N1、H9N2病毒共流行[16-17]。1997香港出現高致病禽流感病毒H5N1感染人事件期間，香港活禽市場分離到H6N1病毒(A/teal/HongKong/W312/97)，基因進化分析顯示H6N1病毒的8個基因片段中的7個片段與A/HK/156/1997(H5N1)高度同源，提示A/teal/HongKong/W312/97為A/HK/156/1997(H5N1)的前體[17]。因此，類似于H5N1、H9N2跨種間屏障直接感染人，H6N1病毒在多種水禽和陸禽的長期流行以及與其它亞型的高重配率，病毒潛在傳染人類的可能性增加。

4 H6N1在哺乳動物體內的感染情況

隨著禽流感病毒基因突變及重配的不斷發生，H6N1基因片段的不斷變化，其對于哺乳動物已經具有良好的親和性，具有較強的感染能力。研究發現，豬體內同時具有禽型SAα2,3Gal和人型SAα2,6Gal兩種唾液酸受體，因此禽流感病毒與人流感病毒均可感染豬，這無疑增加了流感病毒間的基因重配效應，促進了其跨種屬傳播的進化過程，加大了禽傳人AIV存在的風險性，是目前公認的流感病毒的“混合器”[19]。2009年暴發的H1N1甲型禽流感即為人、禽、豬流感病毒三重配病毒株[20]。H6N1病毒在陸地家禽中的持續流行和適應性改變有可能增加了其對豬的傳染性，病毒吸附試驗證實H6N1能吸附于豬肺泡細胞，提示低致病禽流感病毒H6N1也可能感染豬[21]。如果H6N1病毒感染豬，繼而與流行的人和/或豬流感病毒重配，獲得有效人傳人的能力。此外，分子流行病學調查發現，H6N1病毒可自然感染狗[22]。陳忠英等已成功將從水禽體內分離到的H6N1亞型成功感染到了鼠和雪貂的體內，且具有良好的復制能力[23]。因此，H6N1具有良好的種屬適應能力，存在極大的跨種屬傳播潛力，有可能存在引發流感大流行的潛在風險。

5 H6N1對人的感染情況

Van Riel等研究證實H6N1能吸附于人細支氣管和Ⅱ型肺泡細胞，提示除高致病禽流感病毒H5N1外，低致病禽流感病毒H6N1也可能感染人類[21]。血清流行病學調查發現，美國火雞場工人和獸醫血清H6禽流感病毒抗體陽性[24-25]，黃頡剛等調查人群中H6 亞型禽流感病毒隱性感染狀況，結果人群陽性率為6.60%，表明人群已被H6亞型禽流感病毒感染，H6病毒屬人獸共患疾病的病原體[26]。中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所Li等檢測15 689例活禽市場工人、家庭家禽飼養戶農民、大型家禽飼養戶農民、家禽屠宰廠工人、野鳥棲息地工人等多個人群血清中H6抗體，發現陽性率為0.4%，其中活禽市場工人的抗體陽性率明顯高于大型家禽飼養戶農民，提示活禽市場暴露是禽流感病毒H6感染人類的主要危險因素[27]。2013年5月20日，臺灣疾病管制局證實，發現全球首例人感染H6N1禽流感病例，患者是住在臺灣中部的20歲女性，已康復出院[2]。本次從病患體內分離到的病毒基因序列顯示屬禽源性，為LPAIV，與本地家禽H6N1病毒株最為接近。調查發現，這名患者的密切接觸者共計36人，隨訪發現其中4人有類流感癥狀，經檢測均未發現H6N1禽流感病毒感染，未出現H6N1亞型AIV人傳人現象。病毒遺傳學分析顯示，此病毒的8個基因片段中有7個來自H6N1亞型禽流感病毒A/CK/Taiwan/A2837/2013 ,另外1個基因片段來自H5N2亞型禽流感病毒A/CK/Taiwan/0101/2012，直接證實了此株禽傳人AIV為基因重配病毒株，再次警示H6N1亞型禽流感病毒具有跨種屬傳播潛力，對其應當加強研究和防控[2]。值得注意的是，該病毒HA發生的G228S替換可能會增加其與流感病毒人型SAα-2，6Gal受體的親和力[2]。事實上，2008年至2011年在華南活禽市場分離的257株H6病毒中有87株識別流感病毒人型SAα-2，6Gal受體[28]，這些病毒繼續變異和累積變化，有增加人傳人的潛在風險。2015年，中國科學研究院微生物研究所高福院士領導的研究團隊在H6N1亞型流感病毒感染人的分子機制上取得新的突破，研究發現H6N1亞型禽傳人是由于病毒受體結合特異性由禽型受體向禽型-人型雙受體轉變而造成，進一步研究表明病毒HA第186、190、228等關鍵氨基酸位點即P186L、E190V、G228S的突變在使病毒獲得人型受體結合能力過程中起到關鍵作用[29]，為后續H6N1亞型禽流感病毒跨種屬傳播機制的研究及相應疫苗的研發提供了全新的思路和方向。

人感染H6N1禽流感病例的出現，表明人群中流感病毒的不可預測性和新發病毒存在的潛在威脅。研究表明，引起世界性大流行的流感病毒均由禽流感病毒基因片段和人/或豬基因片段重配演變而來[20]，但重配病毒中的禽流感病毒并非高致病性禽流感病毒。而且，低致病性病毒感染引起的輕度癥狀容易被忽視，使病毒傳播、適應性改變和重配機會增加。目前，防控流感大流行主要集中在引起人類嚴重疾病和死亡的禽流感病毒H5N1和H7N9亞型。然而，由于不可預知性和現有相關知識的缺陷，我們無法預測哪類流感病毒亞型會導致下一次流感大流行，H6N1亞型雖屬低致病性病毒, 但其在禽類廣泛流行，有反復感染豬和人并發生變異進而演變成感染人類的新型流感病毒的潛能。

6 展 望

H6N1禽流感病毒具有在禽類中傳播性強，分布范圍廣，在哺乳動物體內易于復制等特點，加之中國南方地區存在大量家禽飼養及隨著禽類市場交易的擴大，候鳥不斷遷徙帶來的潛在危險性，使得H6N1亞型病毒具有極強的基因重配概率和潛在的禽傳人風險，應高度警醒，加強預防。此外，歷史上的數次流感大流行，每一次對于人類都是滅頂之災，無不伴隨著人類的血與淚。因此，加強對于流感病毒尤其是A型流感病毒的監測和防控至關重要。AIV因其高度的基因突變性和重配使得其極易發生跨種屬傳播，具有極大的潛在危害性，同時也加大了監測和防控的難度。只有進一步掌握AIV的跨種屬傳播機制，把握其基因重配及受體特異性轉變的規律，探索AIV跨種屬突變位點的存在性，才能夠做到有的放矢，針對性的有效防控AIV的潛在危害性，減少其對人類公共衛生安全的威脅程度，更好的防控人獸共患病的發生，對提高人類健康生活水平具有深遠的意義。

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Advance in cross species transmission of avian influenza virus H6N1 subtype

SUN Zeng-hui1, ZHU Yin-chuan1, WANG Xi-jing1, MENG Yuan-yan2,ZHANG Zeng-feng1

(1.DepartmentofMicrobiology,Nanning530021,China;2.SchoolofPreclinicalMedicine,GuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Avian influenza virus H6N1 subtype has been circulating in aquatic bird and terrestrial bird, and is the most frequently detected subtype of influenza A virus in those hosts. Genetic analysis results suggested that this virus might be the progenitor of the highly pathogenic avian influenza H5N1 virus, as seven of eight gene segments of those viruses had a common source.As continuing evolution of H6N1, it could spread across species barriers to mammals and had strong infection ability in mice, swine and ferrets. Serological epidemiological survey showed that a few people were positive for H6 avian influenza virus antibody and then the world’s first human infection with influenza virus H6N1 subtype was reported in May 2013. Therefore, with the expansion of the host range of the virus, gene mutation and gene reassortment of H6N1 virus can occur in these hosts, and then it may evolve into novel variant strain with infected human potential.

influenza A virus; H6N1 subtype; epidemiological investigation; infected; mammalian; human Supported by grants from the National Natural Science Foundation of China (Nos. 31260033 & 31660041) and the Guangxi Natural Science Foundation (No. 2013GXNSFAA019118) Corresponding author: Zhang Zeng-feng, Email: zfzhngphd@163.com

10.3969/j.issn.1002-2694.2017.03.008

國家自然科學基金項目(Nos. 31260033& 31660041)和廣西自然科學基金項目(No. 2013GXNSFAA019118)聯合資助

張增峰，Email: zfzhangphd@163.com

1.廣西醫科大學微生物學教研室，南寧 530021； 2.廣西醫科大學基礎醫學院，南寧 530021

R373.1

A

1002-2694(2017)03-0236-05

2016-10-08 編輯：林丹