中國H7N9 禽流感遺傳演化趨勢及防控措施

吳永帥，張 馨，修 仰，史健全，吳金燕，丁 茹，蘭嘉琪，尹煜翔，曾祥偉

（黑龍江省哈爾濱市東北林業(yè)大學(xué)野生動物與自然保護地學(xué)院 150040）

禽流感病毒是一種具有分段基因組的負(fù)義單鏈RNA 病毒，是正黏病毒科的一種[1]。禽流感病毒屬于A型流感病毒（甲型流感病毒），具有8 個獨立的基因組片段，大小在890-2341 個核苷酸之間[1]。和其他的單鏈RNA 病毒一樣，禽流感病毒突變很快。在我國，由H7N9 流感病毒引起的人類患者最先發(fā)生于2013 年，在此次流行中，H7N9 流感病毒最先在上海和安徽被檢測到，患者感染初期出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽等呼吸道感染癥狀，后期則表現(xiàn)為嚴(yán)重的肺炎和呼吸困難，最終死亡[2,3]。收集并分析來自活禽市場、家禽農(nóng)場、野鳥棲息地以及家禽和豬屠宰場的樣本，結(jié)果僅在活禽市場的樣本中檢測到了H7N9 流感病毒，檢測結(jié)果表明活禽市場是導(dǎo)致此次感染的來源。此次的大流行表明H7N9 禽流感病毒是人畜共患的，會對社會造成較大的公共衛(wèi)生危害。自從2013 年在我國發(fā)現(xiàn)被H7N9 禽流感病毒感染的人類患者后，在人群中發(fā)生的較大規(guī)模的疫情一共5 起[4]。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集

通過NCBI 中的H7N9 禽流感數(shù)據(jù)庫和GISAID 數(shù)據(jù)庫共收集4672 條數(shù)據(jù)，利用Microsoft Office Excel 2019 整理并刪除重復(fù)數(shù)據(jù)后，得到4641 條數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

系統(tǒng)發(fā)育樹的制作使用PhyloSuite (v1.2.2)和MEGA 7，利用MAFFT 對數(shù)據(jù)進行修剪整理后，使用ModeFinder 選擇最合適的建樹模型，系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建成功之后，利用FigTree 和ITOL 進化樹在線美化網(wǎng)站（https://itol.embl.de/）對構(gòu)建的進化樹進行美化，選擇合適的參數(shù)以便達到合適的呈現(xiàn)效果，然后使用Adobe Photoshop 2022 對構(gòu)建的進化樹進行信息標(biāo)注。各省級行政區(qū)的疫情數(shù)據(jù)統(tǒng)計我們使用了Microsoft Office Excel 2019 進行整理匯總，統(tǒng)計出各省級行政區(qū)疫情數(shù)據(jù)，進而通過Microsoft Office Word 2019 繪制成三線表。物種疫情暴發(fā)環(huán)形圖的制作使用FineBI 6.0,將收集的數(shù)據(jù)按物種整理好，統(tǒng)計出各物種疫情暴發(fā)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入FineBI 6.0，選擇環(huán)形圖，調(diào)整合適大小的區(qū)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 我國H7N9 AIV 的主要譜系

我國的H7N9 AIV 最早出現(xiàn)在長江三角洲地區(qū)，后期經(jīng)過某種方式傳播到珠三角地區(qū)，并形成以這兩個地區(qū)為主要疫源地的態(tài)勢，也因此命名了長江三角洲譜系和珠三角譜系為我國的兩大流行譜系[4,5]。

2.2 H7N9 AIV 在時間層面的分布

在2013 年之前，我國乃至世界上都未發(fā)現(xiàn)人類感染H7N9 AIV 的病例，因此，發(fā)生于2013 年之前的病例都是動物病例，且所引發(fā)的規(guī)模相較于后續(xù)感染人之后的規(guī)模較小，統(tǒng)計表中的數(shù)據(jù)也說明了這一點。2013年在我國檢測到了世界上人感染H7N9 AIV 的首次病例，此后，在2013～2014 年、2014～2015 年、2015～2016年、2016～2017 年的冬春季都發(fā)生了H7N9 AIV 所引起的流行，正如表中顯示，2013～2017 年間的被檢出的H7N9 AIV 的數(shù)量相較于之前有巨大的提升。更為嚴(yán)重的是，H7N9 低致病性AIV 在傳播時可能會突變?yōu)楦咧虏⌒郧萘鞲胁《?，這些從動物身上分離出來的H7N9 AIV 突變體會比突變之前具有更大的危害性，所引發(fā)的疫情規(guī)模也相應(yīng)更大[6]。直至2017 年，我國開始為動物接種重組的H5/H7 二價疫苗，此舉極大地降低了H7N9 AIV 的感染率，有效遏制了其進一步的擴大，是目前控制H7N9AIV 的一項有效措施[6]。這也是在2017年之后，我國被檢出的H7N9 AIV 數(shù)量逐漸下降的重要原因之一（如表1 所示）。

表1 2001 年至2021 年中國被H7N9AIV 感染的物種數(shù)量

表2 中國2001-2021 年各省級行政區(qū)疫情感染數(shù)據(jù)

表3 中國2001-2021 年部分物種疫情感染數(shù)據(jù)

2.3 H7N9 AIV 在空間層面的分布

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，廣東省是感染H7N9 AIV 病例最多的地區(qū)，長江三角洲地區(qū)是公認(rèn)的H7N9 AIV 疫情的原始來源，長江三角洲地區(qū)的H7N9 AIV 又通過某些方式多次傳入珠江三角洲地區(qū)，導(dǎo)致了第二個暴發(fā)源頭的建立[5]。分子進化分析表明，高致病性H7N9 AIV 最早起源于長三角地區(qū)，后來不斷發(fā)展進入珠三角地區(qū)，在廣東省重新組合之后，產(chǎn)生多種基因型，而后通過鄰近省份繼續(xù)向北傳播[5,7]。截至目前，H7N9 AIV 感染量最多的省份仍然是廣東省，江西省及江、浙兩省感染數(shù)量位列其后；港澳臺地區(qū)及東北、西北地區(qū)感染數(shù)量較少，高發(fā)感染主要聚集在中部、東部地區(qū)。我們分析，廣東省流行比較嚴(yán)重的原因可能與其地理位置有關(guān)，廣東省地處沿海地區(qū)亞熱帶環(huán)境，氣候濕潤，為病毒滋生提供了良好環(huán)境。此外，廣東省處于候鳥遷徙的重要路線上，候鳥暴露頻率高，傳播病毒概率大，就導(dǎo)致其病例數(shù)相較其他地區(qū)多。另外，我們推測廣東省廣泛分布的活禽市場也對H7N9 AIV 的流行起到了一定的推動作用。

2.4 H7N9 AIV 在種群層面的分布

H7N9 AIV 對不同的物種表現(xiàn)不同的癥狀。首次從人類身上分離出來的H7N9 AIV，在雪貂和雞體內(nèi)的致病力均有顯著提高，且在雪貂和雞體內(nèi)傳代后對雞和小鼠仍然具有致死能力[8]。在小鼠中會引起致命感染，而在雞中則引起無癥狀感染。統(tǒng)計結(jié)果顯示，H7N9 AIV 感染最多的三個物種依次是雞 （45.7%）、人（34.1%）、鴨（9.2%）。在環(huán)境中分離出的H7N9 AIV 占比8.4%，僅次于雞、人、鴨。H7N9 AIV 在中國家禽中廣泛傳播主要歸因于它是一種低致病性禽流感病毒，在鳥類中沒有明顯的臨床癥狀，特別是在被認(rèn)為是主要維持宿主的雞中。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我們推測，H7N9 AIV在雞中最為流行原因之一可能是中國的活禽養(yǎng)殖數(shù)量較多，導(dǎo)致活禽市場中聚集了多種家禽，密度值過高，為禽流感病毒的傳播創(chuàng)造了有利的外部條件。

3 中國采取的防控措施

中國政府制定并實施了多項舉措，投入了大量資源，以加強獸醫(yī)管理、研究、教育、監(jiān)測、調(diào)查、應(yīng)急響應(yīng)、國際合作、大規(guī)模疫苗接種和生物安全改進，這些舉措可以歸結(jié)為以下三點內(nèi)容：

3.1 淘汰感染動物

為了盡快控制H7N9 AIV 的傳播，在疫情開始傳播初期就進行強制撲殺是一項非常重要的舉措[9]。撲殺是在獸醫(yī)管理當(dāng)局的授權(quán)下進行的，確認(rèn)H7N9 AIV的暴發(fā)，受影響的家禽群和其他通過直接或間接接觸而受到感染的家禽群被殺死，其尸體通過焚燒和/或掩埋被銷毀。這種政策附有標(biāo)準(zhǔn)的清潔和消毒程序。但由于多種原因，這一舉措在中國防控疫情方面的作用十分有限。首先，H7N9 高致病性AIV 傳入中國后，會發(fā)生廣泛而快速的傳播，通常很難及時發(fā)現(xiàn)并采取撲殺措施。其次，野生鳥類的數(shù)量要遠遠高于禽鳥的數(shù)量，實際操作中無法做到撲殺大多數(shù)受到感染的野生鳥類。第三，如果沒有疫苗接種的幫助，撲殺率超過了中國高風(fēng)險生態(tài)系統(tǒng)的感染率，那么每年的大規(guī)模監(jiān)測和大規(guī)模撲殺所需要的花費就會過于昂貴，國家和政府也很難長時間支持這種防控措施。第四，大規(guī)模撲殺通常需要地方政府和家禽養(yǎng)殖場提前溝通，然后由政府主導(dǎo)或監(jiān)督進行大規(guī)模撲殺，因此地方政府要負(fù)責(zé)解決受到經(jīng)濟影響農(nóng)場的賠償問題，而這種賠償一般情況下是通過補貼的形式彌補受影響農(nóng)場的部分相關(guān)經(jīng)濟損失，考慮到經(jīng)濟支持力度有限的原因，這種措施難以大規(guī)模實施。

3.2 提高生物安全

《中國畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計顯示，自2008 年以來，中國生物安全性較低的小型家禽養(yǎng)殖場每年減少約10%，而生物安全性高的大型家禽養(yǎng)殖場每年增加約15%。中國加強了家禽養(yǎng)殖場的生物安全措施和許可，加強了跨省運輸和銷售前對AIV 的強制檢測，政府的多項干預(yù)措施對這一轉(zhuǎn)變也很重要。較高的生物安全也會伴隨著昂貴的設(shè)施和更為嚴(yán)格的管理制度，在中國，想要建立較為完善的家禽生物安全措施還需要很長的一段時間。

3.3 進行疫苗接種

無論是撲殺還是提高養(yǎng)殖場的生物安全，都無法及時有效地阻止H7N9 AIV 的傳播，而大規(guī)模的疫苗接種相對而言是一種合理可行的方案。北京市密云區(qū)曾對部分雞場進行了重組禽流感病毒（H5+H7）二價滅活疫苗免疫試驗，發(fā)現(xiàn)對雞場的雞群免疫兩次以上疫苗，就能大大減少H7N9 禽流感發(fā)生和流行的風(fēng)險[10]。但是，大規(guī)模的疫苗接種可能會導(dǎo)致雞出現(xiàn)無癥狀感染的現(xiàn)象，反而增加了防控的復(fù)雜性。另一方面，大規(guī)模接種疫苗還可能加速病毒突變和多樣化，增加病毒的亞型，從長遠角度來看，會使疫情防控局勢更加復(fù)雜。而且由于設(shè)備條件的限制，接種疫苗對野生鳥類難度很大，實際操作中很難完成，另一方面，對疫苗的免疫反應(yīng)較低也使得水禽的疫苗接種效果無法達到預(yù)期水平。因此，疫苗接種雖然理論上是一種有效的防控手段，但在具體實際中，所面臨和需要解決的問題依舊很多。

4 對H7N9 AIV 的防控建議

4.1 著重加強生物安全建設(shè)

長遠來看，加強生物安全建設(shè)是防控H7N9 AIV的有效手段，H7N9 AIV 入侵發(fā)達國家和發(fā)展中國家的一個很重要的原因就是其本身的生物安全建設(shè)不夠完善。完善的生物安全建設(shè)可以通過減少H7N9 AIV 疫情的爆發(fā)，從而減輕因大規(guī)模撲殺和接種疫苗所造成的負(fù)擔(dān)，是一項可取的長久的預(yù)防措施。

4.2 持續(xù)進行疫苗接種

中國對H7N9 AIV 疫情以往的防控經(jīng)驗表明，H7N9 AIV 在沒有野生鳥類宿主的情況下，通過家禽的大規(guī)模疫苗接種理論上能完全阻斷H7N9 AIV 的傳播，但在有野生鳥類宿主的情況下，H7N9 AIV 可以通過野生鳥類進行傳播，疫苗接種無法完全阻斷。即便如此，大規(guī)模的疫苗接種理論上也能最大限度地減少不感染野生鳥類的H7N9 AIV 的感染。因此，大規(guī)模接種疫苗仍是我國目前防控H7N9 AIV 的一項有力舉措。

4.3 適時更新疫苗毒株

對于RNA 病毒而言，RNA 的不穩(wěn)定導(dǎo)致其突變速度很快，如果疫苗毒株更新過晚，就會導(dǎo)致疫苗免疫突變體的廣泛暴發(fā)，根據(jù)中國以往的H7N9 AIV 防控經(jīng)驗，如果疫苗逃逸突變體占相關(guān)流感病毒亞型的30%以上，應(yīng)立即更新疫苗毒株，以達到最佳的免疫效果，相關(guān)研究建議，疫苗逃逸突變體在國家檢測確定的相關(guān)亞型中不高于10%的情況下，不必更新疫苗毒株[11]。

4.4 多種舉措并用

對于H7N9 AIV 的疫情防控目前還沒有一個比較完美的方案，所以我們建議多種措施結(jié)合使用，以達到互補短板、相互協(xié)同的效果。首先要對感染的野生鳥類采取撲殺措施，并按標(biāo)準(zhǔn)進行無害化處理，以最大限度地減少其作為宿主將H7N9 AIV 傳播到其他地區(qū)造成該地區(qū)的疫情暴發(fā)。同時不斷加強生物安全性的建設(shè)，逐步構(gòu)建生物安全堅實屏障，不斷加強養(yǎng)殖戶和飼養(yǎng)管理人員生物安全意識，以期達到長遠的防控效果。最后還要不斷推行大規(guī)模疫苗接種，以控制H7N9 AIV的傳播。