H7N9亞型禽流感病毒研究進展

崔 歡，張 誠，張春茂，李佳明，陳冠希，賴錳熙，李志翔，陳立功，郭康康，張 博，陰雅潔，武 華，董世山*，郭振東*

(1.河北農(nóng)業(yè)大學 動物醫(yī)學院 農(nóng)業(yè)部動物疫病病原生物學華北科學觀測實驗站，河北 保定 071001；2.軍事科學院 軍事醫(yī)學研究院 軍事獸醫(yī)研究所，吉林 長春 130122)

流感病毒屬于正黏病毒科、流感病毒屬。病毒粒子呈圓球形，主要由核衣殼和囊膜組成[1-2]。按照核蛋白(NP)和基質(zhì)蛋白(M)的不同，流感病毒可分為A(甲型)、B(乙型)、C(丙型)和D型(丁型)4種。其中以A型流感病毒危害最大，宿主廣泛，可感染多種禽類和哺乳動物。A型流感病毒基因組由8條獨立的單股負鏈RNA組成，編碼17個已知病毒蛋白。其中根據(jù)病毒表面蛋白血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)血清型不同，又可將A型流感病毒劃分為多種不同亞型，HA有18個亞型，NA有11個亞型。除了最近發(fā)現(xiàn)的蝙蝠特有的H17N10和H18N11之外，其他所有的亞型均已在鳥類中發(fā)現(xiàn)[3-5]。禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)感染人的情況時有發(fā)生，2013年中國出現(xiàn)首例H7N9亞型AIV感染人的病例，對我國公共衛(wèi)生安全造成嚴重威脅。因此，有必要綜合了解該病毒的遺傳進化規(guī)律及生物學特性，為H7N9病毒防控提供理論依據(jù)。

1 H7N9亞型AIV流行現(xiàn)狀

自2013年2月上海出現(xiàn)首例人感染H7N9亞型AIV病例以來，到目前為止，共發(fā)生5次流行，第2，3，4次分別始于2013，2014，2015年，都是從當年10月開始持續(xù)到次年6月(圖1)。相比前4次，第5次流行始于2016年9月，開始較早，是迄今為止最大的一個流行季節(jié)[6]，盡管采取了嚴密的監(jiān)測和控制措施，人感染病例數(shù)量仍然迅速增加，死亡人數(shù)達到5次之最，并且呈現(xiàn)從華南和華東地區(qū)向外擴張的趨勢[7-8]。據(jù)中國疾病預防控制中心統(tǒng)計，截至2019年9月1日，H7N9亞型AIV作為一種嚴重人獸共患病，已造成1 626人感染，624例死亡，其中201名患者有禽類接觸史。

圖1 中國5次H7N9亞型禽流感疫情

繼2017年2月底廣東省首次報告人和家禽感染高致病性H7N9亞型AIV后[9-12]，迅速傳播到中國其他地區(qū)。2017年3月下旬，湖南省某家禽養(yǎng)殖場首個報告暴發(fā)高致病性H7N9亞型AIV。隨后，在河北、河南、天津和陜西等省市相繼暴發(fā)[10]。

鑒于H7N9亞型AIV的嚴峻態(tài)勢，2017年9月中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部實施全國性家禽疫苗接種計劃，省級獸醫(yī)部門開展疫苗接種后抗體水平監(jiān)測，在11—12月疫苗接種后各省平均免疫率達到80%。據(jù)中國動物疾病控制中心報告，在過去幾年中每年12月都曾發(fā)生5～106例人感染H7N9禽流感病例，而2017年12月官方監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)人感染H7N9禽流感病例，這表明H7N9疫苗的使用大幅降低了人類感染數(shù)量及患病風險[13]。

2 H7N9亞型AIV基因重組及遺傳進化

甲型流感病毒RNA依賴的RNA聚合酶保真性差且缺乏校對活性，病毒在復制過程中容易產(chǎn)生基因位點突變。此外，由于流感病毒屬于多片段的單股負鏈RNA病毒，當多種流感病毒株感染同一宿主時，不同基因片段之間可以發(fā)生重組，形成全新的流感病毒[14-15]。

2013年人感染H7N9亞型AIV的遺傳進化分析表明，其HA基因與H7N3病毒A/duck/Zhejiang/12/2011(H7N3)的基因相似，其NA基因與另一種H7N9病毒A/wildbird/Korea/A14/2012(H7N9)的基因密切相關(guān)。所有內(nèi)部基因片段都與禽源H9N2病毒基因片段密切相關(guān)，特別是從1只燕雀中分離出的A/Brambling/Beijing/16/2012(H9N2)病毒。因此，2013年人感染H7N9亞型AIV可能是由野鳥與家禽間流感病毒重組形成的[16-18]。

第2和3次流行的H7N9病毒源于第1次的原始主基因型進化而形成的不同譜系，在中國傳播范圍比第1次更廣[19-23]。第4次病毒是從第3次流行病毒進化而來，主要來源于珠江三角洲地區(qū)。第5次病毒來源于第4次流行病毒，在珠江三角洲和長江三角洲地區(qū)均有分離[24]。

第5次H7N9在廣東地區(qū)暴發(fā)后，對幾個地區(qū)分離到的H7N9毒株分析發(fā)現(xiàn)，高致病性H7N9病毒的祖先起源于長江三角洲地區(qū)，向南傳播到珠江三角洲地區(qū)，可能是通過活禽貿(mào)易的方式。在進入珠江三角洲地區(qū)后，低致病性H7N9病毒的HA蛋白中HA1和HA2肽區(qū)的裂解位點插入了4個氨基酸殘基KRTA(lys-arg-thr-ala)，這些突變可增加病毒對禽類的致病力，使得低致病性H7N9病毒突變?yōu)楦咧虏⌒訦7N9病毒。隨后，高致病性H7N9病毒進一步與低致病性H7N9或H9N2病毒進行重組，并產(chǎn)生多種不同基因型[10]。

3 H7N9亞型AIV受體結(jié)合特性

低致病性與高致病性H7N9亞型AIV都會導致人產(chǎn)生嚴重疾病甚至死亡，感染高致病性病毒比低致病性病情發(fā)展更為迅速[8]。AIV是否會感染哺乳動物，首要取決于其是否具有與哺乳動物呼吸道上皮細胞表面的多糖受體特異性結(jié)合能力[19]。通過對病毒基因序列進行比對尋找使人類感染并導致嚴重疾病的突變位點，并對其中幾個關(guān)鍵位點進行分析發(fā)現(xiàn)，HA蛋白Q226L和G186V(H3編號)的突變增加了H7N9病毒對人α-2,6唾液酸受體的親和力[25-28]。這些關(guān)鍵位點的變化可能改變了病毒受體結(jié)合位點的構(gòu)象，使病毒的受體親和性從禽α-2,3唾液酸受體變成人α-2,6唾液酸受體，受體親和性的不同對病毒的宿主范圍和致病性有著重要影響。有關(guān)研究表明高致病性H7N9病毒具有雙重受體結(jié)合特性，可以感染人類[8,29]。

4 H7N9亞型AIV的傳播

遺傳進化分析發(fā)現(xiàn)，高致病性H7N9亞型AIV起源于長江三角洲地區(qū)，后來進入珠江三角洲地區(qū)[30]。2016年5月，長江三角洲地區(qū)的低致病性H7N9流行株HA裂解位點發(fā)生突變，產(chǎn)生了高致病性H7N9病毒。該毒株繼續(xù)與珠江三角洲的另1株高致病性H7N9病毒和H9N2病毒發(fā)生重組，產(chǎn)生多個新的基因型病毒。這些基因型可隨著家禽貿(mào)易及野鳥遷徙進一步傳播到更廣泛區(qū)域。H7亞型AIV通過太湖等棲息地從野禽將病毒傳給共享同片水域放養(yǎng)的家鴨，在該過程中病毒多次發(fā)生突變重組形成了多種不同基因型病毒，而后從家鴨傳給家雞并與雞群中原有的H9N2病毒發(fā)生重組，形成可以感染人類的H7N9，通過活禽市場等途徑傳播給人[31]。

有研究曾對上海、江蘇、安徽及湖州等8個地區(qū)的24個標準化活禽市場進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)上海、浙江等地的雞肉等制品無法滿足當?shù)厝说南M需求，江蘇和安徽是其主要的補充來源地，研究結(jié)果還表明在H7N9流行早期，強制關(guān)閉活禽市場前，大部分活雞會被運往批發(fā)及零售地區(qū)，以滿足消費者對活雞的需求。屠宰活動通常在街市進行，部分活雞會在家中或飯店等地被屠宰[32]。這解釋了流感流行時地理位置上的重疊，也說明跨地區(qū)的活禽貿(mào)易對疫情擴散有嚴重風險。在第5次禽流感暴發(fā)期間，湖南、河北、河南、天津、陜西、內(nèi)蒙古、黑龍江和安徽等省市的9例官方報告的家禽感染H7N9禽流感均由高致病性病毒株引起，表明該病毒株已經(jīng)在中國廣泛傳播。有研究表明H7N9亞型AIV可在雪貂中經(jīng)空氣傳播，但其在人與人之間的傳播能力仍然有限，而且在大多數(shù)病例中都有患者接觸受感染家禽的情況[33-35]。因此，在第2，3，4次H7N9禽流感流行中，正是由于H7N9亞型AIV相對不易在人之間傳播特性，為了控制該疫情，較為徹底的家禽撲殺和及時關(guān)閉受影響地區(qū)的活禽市場，才阻止疫情的繼續(xù)擴大，每次感染人數(shù)相較之前都有所下降[9,36]。

5 H7N9亞型禽流感的防控

H7N9亞型AIV相較于其他流感病毒對人類和家禽具有更大的風險。因此，應密切監(jiān)測病毒的流行狀況與演化態(tài)勢，做好H7N9禽流感疫情防控工作。

接種疫苗是一種行之有效的防控措施，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2017年9月啟動了全國家禽疫苗接種計劃，使用的是H5和H7重組雙價滅活疫苗，隨后進行疫苗接種后免疫試驗，總體免疫接種率超過80%(目標為70%)。并進行持續(xù)的流行病學監(jiān)測，只有極少數(shù)樣本(2017年12月8萬多份樣本中有11份)的檢測結(jié)果為H7N9陽性，在2017年9月至2018年6月只有3例H7N9人感染病例，而2016年感染人數(shù)超過700例[37]。這表明實施大規(guī)模家禽疫苗接種政策，制定適宜的免疫和保健方案，同時定期監(jiān)測種群的免疫和防控情況，可有效降低H7N9禽流感在家禽及人類中流行風險。

疫苗雖然可以有效減少病毒在家禽與人類之間的流動與傳播，但完全從家禽群體中消除病毒是不可能的，因此更應該做好養(yǎng)殖場的生物安全防護工作，加大生物安全相關(guān)工作的力度，提高相關(guān)工作人員的生物安全意識，在早期發(fā)現(xiàn)病毒傳播時應及時采取適當措施防止疫情蔓延，如撲殺、剔除、徹底清潔消毒，臨時關(guān)停養(yǎng)殖場、防止疫區(qū)與非疫區(qū)之間車輛、受污染的器具及人員等流動。

活禽市場和跨區(qū)域活禽貿(mào)易在H7N9流感病毒的傳播與擴散中發(fā)揮著重要作用。鑒于此，應當制定嚴格有效的管理與控制措施，改變目前家禽養(yǎng)殖、銷售以及運輸?shù)哪Ｊ剑拗苹钋莸目绲貐^(qū)貿(mào)易，尤其是肉用活禽的跨地區(qū)貿(mào)易，降低H7N9流感病毒的擴散速度。關(guān)閉活禽市場，實施集中屠宰，銷售冷凍肉制品等，減少廣大民眾與活禽的接觸機會，降低人類感染H7N9的風險。無論運輸還是銷售，嚴格做好不同禽鳥品種的隔離工作，減少H7N9亞型病毒的跨物種傳播以及與其他亞型病毒的重組，防止新的病毒亞型出現(xiàn)。

第5次疫情報道的病例數(shù)高于前幾次，這表明H7N9病毒仍在中國廣泛傳播。大部分人類H7N9感染病例與患病或死亡家禽的接觸有關(guān)[38]。因此，對中國城市和農(nóng)村地區(qū)的家禽、環(huán)境和人類持續(xù)監(jiān)測H7N9病毒是當務之急。此外，H7N9病毒對哺乳動物宿主的適應性，與活禽市場中其他亞型甲型流感病毒的共傳播所產(chǎn)生的重組，應該得到更深入的研究[39]。總之，H7N9亞型禽流感的預防和控制需要多方面的共同努力，需要多措共舉，多管齊下。疫苗免疫、生物安全以及生產(chǎn)與銷售管理都需要得到重視。

綜上所述，自2013年3月上海首次發(fā)現(xiàn)H7N9低致病性禽流感以來，幾乎每個省份都報告過該病毒。第5次疫情是迄今為止傳播最嚴重的一次，在這一次疫情中出現(xiàn)了高致病性毒株導致了人類高病例數(shù)和家禽高死亡率。為控制低致病性和高致病性H7N9病毒的傳播，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2017年9月初啟動了針對中國大陸所有家禽的全國疫苗接種計劃。目前H7N9流行趨勢基本得到控制。但是新的H7N9病毒基因型還在出現(xiàn)，仍然需要給予重點關(guān)注。對活禽市場和養(yǎng)殖場加強監(jiān)測，堅持執(zhí)行疫苗接種政策，進行接種后的相關(guān)監(jiān)測，嚴格執(zhí)行生物安全相關(guān)的管理措施，提高防控能力，降低人類和家禽感染H7N9 AIV的風險，促進公共衛(wèi)生安全。