H4亞型禽流感病毒適應人的分子機制和跨種間傳播預警預測研究獲進展

2018-07-20 來源：中國病毒學論壇標簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護膚

摘要：H4亞型流感病毒在野禽及家禽中都有廣泛分布，在亞洲、歐洲及北美的許多國家和地區(qū)廣泛流行。近年來，不同基因型的H4亞型流感病毒在我國華中、華東和華南地區(qū)共同流行，H4亞型流感病毒之間的混合重排及H4亞型與其他亞型如H3亞型流感病毒的重排事件頻繁發(fā)生，導致家鴨中攜帶有復雜的H4亞型流感病毒。

中國科學院院士、中科院北京生命科學研究院副院長高福團隊在H4亞型禽流感病毒適應人的分子機制和跨種間傳播預警預測方面取得新的重要進展。研究結(jié)果以Avian-to-HumanReceptor-BindingAdaptationbyInfluenzaAVirusHemagglutininH4（H4亞型流感病毒血凝素蛋白從結(jié)合禽源到人源受體適應的分子基礎）”為題，于8月1日在線發(fā)表在國際學術(shù)期刊CellReports上。

H4亞型流感病毒在野禽及家禽中都有廣泛分布，在亞洲、歐洲及北美的許多國家和地區(qū)廣泛流行。近年來，不同基因型的H4亞型流感病毒在我國華中、華東和華南地區(qū)共同流行，H4亞型流感病毒之間的混合重排及H4亞型與其他亞型如H3亞型流感病毒的重排事件頻繁發(fā)生，導致家鴨中攜帶有復雜的H4亞型流感病毒。除了感染禽類，H4亞型流感病毒已經(jīng)在海豹和豬等哺乳動物中分離到，特別是1999年在加拿大分離到的兩株豬源H4N6毒株在HA上存在Q226L和G228S突變，這些豬源H4N6流感病毒是否已經(jīng)開始適應結(jié)合人源受體，是否已經(jīng)有在人際傳播的風險，是一個亟待回答的科學問題。

為此，研究人員選取了兩個H4亞型流感病毒代表毒株，包括禽分離株（A/duck/Czech/1956，Avian-H4N6）和豬分離株（A/swine/Ontario/01911_1/99，Swine-H4N6），以評估H4亞型血凝素蛋白HA的受體結(jié)合特性及受體結(jié)合特性轉(zhuǎn)變的分子機制。通過病毒ELISA、表面等離子共振SPR、組織免疫熒光染色等實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)禽分離株特異結(jié)合禽受體而不結(jié)合人受體，而豬分離株則偏好結(jié)合人受體。突變實驗表明，G228S/A的突變可以使HA獲得雙受體結(jié)合特性，表明G228S/A突變對于病毒從“偏好結(jié)合禽受體”到獲得“雙受體結(jié)合特性”階段非常重要，而Q226L突變能使HA徹底實現(xiàn)受體結(jié)合特性由結(jié)合禽受體到結(jié)合人受體的轉(zhuǎn)變，是實現(xiàn)徹底適應人受體結(jié)合的最關(guān)鍵氨基酸。為了進一步闡明H4HA適應人的分子機制，研究人員利用結(jié)構(gòu)生物學的方法解析了H4及不同突變體與受體類似物的復合物晶體結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)上詮釋了其受體結(jié)合特性轉(zhuǎn)變的分子機制。

該研究發(fā)現(xiàn)了具有Q226L和G228S突變的豬分離H4亞型禽流感病毒已經(jīng)具備大流感流行的受體結(jié)合特性，闡明了H4亞型禽流感病毒適應人的分子機制，為H4亞型禽流感病毒的監(jiān)測及預警預測提供了理論基礎。

高福研究團隊宋豪為文章第一作者，高福為通訊作者。該研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導科技專項、科技部、國家自然科學基金委等的資助。

H4亞型禽流感病毒適應人的分子機制

Abstract

Low-pathogenicityavianinfluenzaviruses(LPAIVs)havecausedaglobalconcerntopublichealthsincethefirstnovelLPAIVH7N9outbreakoccurred.Thereceptor-bindingpropertiesoftheviralhemagglutininareonekeyfactorforefficienttransmissionandinfectioninhumans.RecentevidenceshowsthatH4subtypeviruseshavebeenwidelycirculatingindomesticpoultryandhumanasymptomaticinfectionsmighthaveoccurred.Here,weevaluatedthereceptor-bindingpropertiesoftworepresentativeisolates,avianH4N6(containingQ226andG228)andswineH4N6(containingL226andS228),andfoundthattheavianisolatepreferentiallybindstoavianreceptors,whereastheswineisolatepreferentiallybindstohumanreceptors.TheQ226LandG228Ssubstitutionsarepivotalforthereceptor-bindingswitch,whichresultedinsimilarhumanreceptor-bindingfeaturestothepandemicH2andH3,implyingthatH4hasthepotentialtocausehumaninfections.Thisearly-warningstudycallsforfutureextensivesurveillance.

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