我國豬群H1N1 亞型流感病毒流行情況與生物學特性

趙玉仲，桑浩田，肖一紅，劉思當，韓樂斌，侯衍猛

（山東農業(yè)大學動物科技學院，山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室，山東泰安 271018）

豬流感（SI）最初于1918 年在美國被報道，被認為是豬的一種呼吸道疾病，此后作為一種常見病在世界豬群中廣泛流行。直到1930 年才從豬中首次分離出該病病原經典豬H1N1 亞型（classical swine H1N1，CS H1N1）流感病毒[1]。1979 年，歐亞類禽H1N1（Eurasian avian-like H1N1，EA H1N1）亞型豬流感病毒（swine influenza virus，SIV）在歐洲從家禽傳染給豬[2]。2009 年，在墨西哥和美國，從人類身上分離出全球大流行的H1N1（2009 pandemic H1N1，pdm/09 H1N1）亞型流感病毒[3-4]。經過序列比對分析發(fā)現(xiàn)，pdm/09 H1N1流感病毒來源于豬，由EA H1N1 和三源重排（triple-reassortant，TR）SIV 重配形成[5]。pdm/09 H1N1 流感病毒在人間出現(xiàn)以來，經常傳播回豬群內[6-8]。此后，在豬群中時常檢測到其與H1N1、H1N2 和H3N2 亞型流感病毒之間的基因重組[9-12]。值得注意的是，pdm/09 H1N1 流感病毒與其他SIV產生的重組病毒能夠再次感染人類，這強調了對SI 監(jiān)測的重要性[13-15]。

1991 年，我國在大陸地區(qū)首次分離出H1N1亞型SIV[16]。據(jù)NCBI 流感研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前我國豬群中出現(xiàn)的SIV 包含8 個HA 亞型（H1、H3—H7 和H9—H10）和 7 個NA 亞型（N1—N3 和 N5—N8），包 括H1N1、H3N2、H1N2、H9N2、H5N1 和H7N9 亞型等，其中H1N1、H1N2 和H3N2 亞型傳播最為廣泛。H1N1 亞型SIV 分為4 個譜系：CS H1N1、EA H1N1、人源H1N1 和pdm/09 H1N1，其中一些已引起人類感染[13，17-18]，對公眾健康造成了威脅。本文對H1N1亞型SIV 進行了系統(tǒng)回顧，包括其流行情況和生物學特征，并提出了防控建議，以期為控制H1N1亞型SIV 流行，減少經濟損失和保障公共衛(wèi)生安全提供參考。

1 流行情況

1.1 豬間流行

1918—1919 年，在我國豬身上觀察到在“西班牙流感”大流行期間進化的CS H1N1 流感病毒，并發(fā)現(xiàn)其導致我國沿海城市豬群出現(xiàn)高死亡率[19]。直到1991 年，Zhu 等[16]在我國大陸地區(qū)首次分離出CS H1N1 流感病毒。根據(jù)我國不同地區(qū)的流行病學分析結果，自1996 年開始，我國CS H1N1 流感病毒感染情況很普遍[20]。尹航等[21]2011—2012 年對我國不同地區(qū)豬群進行CS H1N1 流感病毒血清學調查，發(fā)現(xiàn)血清學陽性率為29.62%。2011 年，Song 等[22]分離到1 株重配H1N1 亞型SIV，發(fā)現(xiàn)其包含CS H1N1（HA）和人源H1N1（NA、PB2、PB1、PA、NP、M 和NS）。目前，CS H1N1 流感病毒的NS基因在三源重排H1N1 亞型SIV 中以穩(wěn)定的形式傳播，然而關于帶有CS H1N1 其他組合形式SIV 的報道相對較少。1993 年，從我國南方豬中分離出類禽H1N1亞型SIV[23]。此種病毒的8 個基因片段全部來源于禽流感病毒，雖然其與歐洲類禽H1N1 亞型SIV 同處于EA H1N1 進化分支，但屬于亞洲類禽H1N1分支，表明這些病毒是獨立傳播給亞洲豬的。2007年，歐洲類禽H1N1 亞型SIV 在我國福建、山東和北京的豬群中被發(fā)現(xiàn)[24]。自2001 年以來，EA H1N1 流感病毒已成為我國的主要流行病毒[25]。此外，通過血清學陽性率也證實，EA H1N1 流感病毒在豬群中占據(jù)主流[26-28]。在我國，也有關于人源H1N1 亞型SIV 的報道[29-30]，但數(shù)量較少。此外，通過血清學也證明，我國豬群中存在人源H1N1 亞型SIV[30]。2009—2011 年，pdm/09 H1N1 流感病毒在我國廣東、廣西、江蘇、湖北以及香港地區(qū)傳播[24-27]。自pdm/09 H1N1 流感病毒感染豬群后，經常從豬中分離出具有pdm/09 H1N1 流感病毒起源基因的新型重配病毒[10-12，31]。目前，在豬群中很少分離到含有pdm/09 H1N1 流感病毒表面基因的重配病毒，然而血清學檢測表明其在豬群中也廣泛傳播[26-28]。目前，G4 重配EA H1N1 流感病毒在豬群中成為傳播最廣泛的病毒，其具有 pdm/09 H1N1 和TR 流感病毒衍生的內部基因，具有高度適應感染人類的 所有基本特征，對人類健康構成嚴重威脅[32]。

1.2 跨物種傳播流行

1991 年，我國發(fā)現(xiàn)首例人感染CS H1N1 流感病毒病例[30]；截至目前，我國報告的人感染 EA H1N1 亞型SIV 病例至少6 例，其中2 例治療無效死亡[13，17-18，33-35]；在養(yǎng)豬場從業(yè)者的血清樣本中，也檢測到了EA H1N1 亞型SIV 的特異性抗體，陽性率為10.4%～11.7%[21]；在對人群血清樣本進行pdm/09 H1N1 流感病毒抗體檢測中發(fā)現(xiàn)較高的血清學陽性率[21]。2013—2015 年，從廣西的犬類中分離出13 株三源重排 H1N1 亞型SIV[36]；2017 年，從山東省的水貂肺中分離出1 株三源重排H1N1 亞型SIV[37]。如前所述，除了pdm/09 H1N1 流感病毒，我國報告的人類感染SIV 的報道較少，然而從血清學數(shù)據(jù)可以看出其對人類的感染率較高。此外，SIV 還可以造成犬和水貂的感染。雖然流感病毒存在許多跨物種傳播障礙，但豬作為流感病毒的“混合容器”，會不斷導致新的流感病毒產生[38]，從而引起以上跨物種傳播事件的發(fā)生。這些事件均強調了對豬進行SI 流行病學監(jiān)測的重要性。

2 生物學特性

H1N1 亞型SIV 在自然感染狀態(tài)下一般不會引起豬明顯的臨床癥狀，偶爾會出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽、打噴嚏、流鼻涕和食欲不振等輕微癥狀[12，31]。目前，關于H1N1 亞型SIV 在自然感染狀態(tài)下引發(fā)臨床癥狀的信息較少。已有對實驗條件下感染豬產生的臨床癥狀進行的研究。Sun 等[25]用G1 和G4兩種不同的重配EA H1N1 亞型SIV 在實驗條件下感染豬，發(fā)現(xiàn)豬感染G1 重配 EA H1N1 亞型SIV后未出現(xiàn)明顯的臨床癥狀，僅在第1 天和第2 天出現(xiàn)體溫短暫升高（＜39.5 ℃），而豬感染G4 重配EA H1N1 亞型SIV 后會連續(xù)4 d 出現(xiàn)體溫升高（＞39.5℃），并伴有嗜睡以及食欲不振、顫抖、打噴嚏和流鼻涕等癥狀；此外，在感染G1 重配EA H1N1 亞型SIV 的豬肺臟中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的肉眼可見病變，但感染G4 重配EA H1N1 亞型SIV的豬肺臟心葉、膈葉、中間葉出現(xiàn)多灶性實變。鄢明華等[39]用H1N1 亞型SIV 感染豬發(fā)現(xiàn)：豬感染后3～5 d 內出現(xiàn)體溫升高（39.7～40 ℃），部分豬還出現(xiàn)輕微采食量減少，隨后部分豬出現(xiàn)咳嗽和輕微氣喘癥狀，5～6 d 后即自行好轉；肺部病變區(qū)域為深紫色，呈斑塊狀或點狀，腹股溝淋巴結輕度水腫。白昀等[40]用H1N1 亞型SIV 感染豬發(fā)現(xiàn)：第1 天和第4 天豬出現(xiàn)發(fā)燒（直腸溫度≥40 ℃），表現(xiàn)輕微采食量減少，繼而部分豬出現(xiàn)咳嗽和輕微氣喘癥狀，第5 天時開始好轉，體溫恢復正常；肺部病變區(qū)域為深紫色牛肉樣實變斑塊或出血點，氣管中黏性液體較多，腹股溝淋巴結輕度水腫。以上實例說明，在實驗條件下用H1N1 亞型SIV 感染豬，均能夠造成豬產生一系列的臨床癥狀和病理變化，但是對豬均不具有致死性。然而，在實際養(yǎng)殖環(huán)境中，可能同時存在多種病原體，比如豬繁殖與呼吸綜合征病毒、豬圓環(huán)病毒2 型、豬瘟病毒、豬肺炎支原體、胸膜肺炎放線菌等[19]。這些病原體之間的相互作用會導致更加復雜的感染，對豬群健康是一個巨大挑戰(zhàn)。

Zhao 等[12]發(fā)現(xiàn)CS H1N1 流感病毒對小鼠有致死性，可在小鼠肺臟中有效復制，并產生嚴重的肺部病理變化。Song 等[22]發(fā)現(xiàn)，重組的CS H1N1流感病毒可引發(fā)小鼠死亡，可在小鼠的肺、腦、脾和腎臟中有效復制，并引起一系列明顯的肺炎和腦膜腦炎癥狀。He 等[31]發(fā)現(xiàn)，完整EA H1N1、pdm/09 H1N1 及三源重排H1N1 亞型SIV 均能在小鼠肺臟中有效復制，然而三源重排H1N1 亞型SIV中僅2 個H1N1 亞型 SIV 具有引起疾病和致死的跡象。孟飛等[41]發(fā)現(xiàn)，三源重排 H1N1 亞型 SIV對小鼠有致死性，可在小鼠的肺和鼻甲中有效復制。唐續(xù)等[42]發(fā)現(xiàn)，人源H1N1 亞型SIV 可在感染小鼠的肺臟中有效復制，并產生輕微的肺部病理學變化。鄢明華等[39]發(fā)現(xiàn)，H1N1 亞型SIV 分離株對雞和小鼠無致病性，但對豬具有致病性，能引起部分感染豬發(fā)病，并產生明顯的肺部病理變化。白昀等[40]發(fā)現(xiàn)，pdm/09 H1N1 亞型SIV 可引起小鼠死亡，還能夠引發(fā)豬體明顯的流感癥狀及肺部病變。Yang[43]等發(fā)現(xiàn)，EA H1N1 亞型SIV 既可以在小鼠的肺臟、鼻甲和腎臟中復制，也可在雪貂的肺臟、鼻甲、扁桃體、大腦和氣管中復制，并能在感染雪貂肺中觀察到肉眼可見的病變。此外，H1N1 亞型SIV 可以通過呼吸道飛沫傳播。Sun 等[32]發(fā)現(xiàn)，pdm/09 H1N1 和EA H1N1 亞型SIV 能在雪貂肺臟和鼻甲中復制，并可以通過直接接觸和呼吸道飛沫傳播，其中EA H1N1 亞型SIV 感染的雪貂肺臟具有更嚴重病變。不同H1N1 亞型SIV 在小鼠、雞、豬和雪貂等動物模型中的致病性及傳播能力不同，其中一些H1N1 亞型SIV 會顯示出致命性，因此對其進行生物學特征研究，將有助于評估這些病毒對人類的潛在風險。

3 防控

生物安全措施和疫苗接種是防控SI 的主要途徑。在引進種豬時，應對引進的豬進行隔離飼養(yǎng)，并對其進行病原檢測，待檢測安全后，方可混群飼養(yǎng)；采取封閉飼養(yǎng)方式，避免鳥類及其排泄物和分泌物接觸豬群；由于人類流感病毒可以感染豬，因此進入豬場的人員應洗澡、更衣、紫外線消毒等，豬場工作人員應接種季節(jié)性流感疫苗；此外，應鼓勵使用個人防護設備，包括口罩、護目鏡和手套等。

近些年我國已研發(fā)出一些獲得許可的SIV 疫苗，包括H1N1 亞型流感病毒滅活疫苗（TJ 株）和二價滅活疫苗（H1N1 HN 株+H3N2 HLJ 株）等。通過使用流感病毒滅活疫苗，可有效保護豬免受同源或基因相似病毒的感染[44]。然而，當病毒和疫苗抗原不匹配時，僅會起到部分保護[45-47]。此外，還觀察到接種疫苗豬在感染異源病毒后，不但得不到有效保護，還會增強肺炎癥狀[47-48]。與接種疫苗相反，自然條件下感染流感病毒能夠提供對同源或異源病毒的完全保護[47，49]。由此看來，活病毒感染會激活免疫系統(tǒng)的細胞免疫和體液免疫，從而提供更大范圍的交叉保護[47]。這促使科研工作者尋找具有更大交叉保護潛力的改良活疫苗和其他疫苗?；?NS1 缺失的減毒活流感病毒疫苗已在美國獲得許可[50]，復制缺陷型甲型流感病毒RNA 載體流感疫苗已被廣泛應用于美國養(yǎng)豬場[51]。此外，針對SIV 的重組蛋白疫苗和DNA 疫苗等不同種類疫苗的研究有很多，但尚未進入市場。目前，國內各地區(qū)的SIV 呈現(xiàn)不同的進化趨勢[12，21，26-27，52-54]，這就使得SIV 疫苗的生產需要根據(jù)當?shù)豐IV 具體的流行情況進行調整，選擇當?shù)亓餍卸局赀M行疫苗生產，從而更加有效保護豬群免受SIV 侵擾。

4 小結

H1N1 亞型流感不僅對豬群造成重要影響，而且對公共衛(wèi)生健康也構成了潛在威脅。目前，在我國H1N1、H1N2 和H3N2 亞型SIV 的傳播較為廣泛，其中H1N1 亞型SIV 是最優(yōu)勢毒株。H1N1 亞型SIV 存在4 個分支，不同分支可進行重組，使得SIV 變得更加復雜。EA H1N1 亞型SIV 經過變異和重組而不斷進化，其中一株G4 重配EA H1N1病毒具有高度適應感染人類的基本特征，對人類健康構成嚴重威脅[32]。迄今為止，在我國已有多例人類感染H1N1 亞型SIV 病例。H1N1 亞型SIV 還可以在犬和水貂中傳播，其中一些SIV 經動物模型試驗，已顯示出致死性，對其進行生物學特征研究，將有助于評估這些病毒對人類的潛在風險。此外，進行疫苗接種和生物安全防護，可有效保護豬群免受SIV 感染。基于以上情況，我國應該加強H1N1 亞型SIV 流行監(jiān)測，掌握病毒進化動態(tài)，及時采取必要的防控措施，避免出現(xiàn)可能導致人類大流行的新型流感病毒。