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近日,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所的研究团队在《Virulence》期刊上发表了一项关于H11亚型禽流感病毒的重要研究。该研究通过持续监测与深入分析,揭示了这类病毒在野鸟中的流行规律、进化特性及其对公共健康的潜在影响。
-文献速递-
标题:Epidemiology, evolution, and biological characteristics of avian influenza a (H11) viruses from wild birds
野生鸟类禽流感甲型(H11)病毒的流行病学、进化及生物学特征
通讯单位:中国农业科学院哈尔滨兽医学研究所国家动物疾病控制重点实验室
期刊:Virulence
分区:农林科学一区/JCR Q1
影响因子:5.4(2024)/5.7(5年)
发表时间:2025.11.19
一、 研究背景与意义
禽流感病毒(AIVs)对全球家禽业和公共卫生构成持续威胁。与备受关注的高致病性禽流感病毒(如H5N1)相比,低致病性禽流感病毒(LPAI)的潜在风险同样不容忽视,它们已多次跨越物种屏障感染人类(如H7N9, H10N3等)。H11亚型属于LPAI,但研究显示其具有感染哺乳动物(如猪、海獭)的证据,并且其N9基因曾提供给导致五波人类感染的H7N9病毒。然而,H11病毒本身的研究相对缺乏。本研究通过在2022-2024年对中国江苏盐城湿地野鸟的主动监测,分离到17株H11病毒,并对其进行全面分析,旨在评估其潜在的公共卫生风险。
图1 全球H11亚型禽流感病毒的流行率
二、 研究方法与核心发现
1. 病毒分离与流行病学特征- 监测结果:从4850份野鸟粪便样本中分离到17株H11病毒,包括H11N1(6株)、H11N2(1株)、H11N3(1株)和H11N9(9株),表明H11N9是当地优势亚型。
- 全球分布:通过对公共数据库中1003个H11病毒HA基因序列的分析,发现H11病毒分布遍及全球七大洲,其中北美分离数最多(62.3%),其次为亚洲(19.1%)和欧洲(10.9%)。宿主以野生雁形目(54.9%)和鸻形目(24.0%)为主,但在家养水禽(11.3%)甚至猪中也有检出,显示出广泛的宿主范围。时间分布上,病毒检出率在2005-2019年间较高,2009年达到峰值。
图2 1956年至2024年1003株H11 AIV HA基因的最大似然系统发育树
2. 遗传进化与传播动力学- 系统发育分析:全球H11病毒的HA基因分为欧亚谱系和北美谱系两个明显分支。本研究分离的17株病毒均属于欧亚谱系。
- 起源与传播:贝叶斯系统动力学分析表明,欧亚谱系H11病毒的最晚共同祖先(TMRCA)可追溯至1952年左右,其起源地很可能在欧洲(后验概率0.74),原始宿主可能是家养雁形目(后验概率0.88)。种群规模在2002-2010年间扩张,之后有所下降。
- 传播枢纽:孟加拉国是H11病毒在欧亚大陆传播的关键地理枢纽,支持了6条向外传播的路径(如至欧洲、非洲、俄罗斯、日本、中国等)。日本、俄罗斯、韩国和中国也是重要的传播节点。在宿主方面,家养和野生雁形目是病毒传播的关键中间宿主,病毒从它们扩散至其他鸟类(如野生鸻形目、家养鸡形目、鸵鸟、鹳形目),并存在从家养鸡形目向猪传播的证据。
图3 欧亚系H11病毒HA基因的贝叶斯系统动力学分析
3. 基因重配与基因型多样性- 复杂重配:对17株病毒的全基因组测序和系统发育分析揭示,这些病毒与多种野鸟和家禽中流行的LPAI病毒(如H3N8, H4N6, H6N1, H9N2, H10N3)以及高致病性的clade 2.3.4.4b H5N1病毒发生了复杂的基因重配。
- 七种基因型:根据重配模式,这17株病毒被划分为7种不同的基因型(G1-G7)。值得注意的是,G1和G3基因型的病毒获得了来自H5N1 HPAI病毒的内部基因片段,这凸显了H11病毒作为“基因供体”参与HPAI病毒演化的潜在风险。
图4 欧亚系H11病毒的离散系统地理学地理和宿主传播
4. 分子特征与公共卫生风险表征- 关键突变:所有17株病毒均在其HA蛋白的137位点发生了S137A突变(H3编号),该突变与增强病毒结合人型受体(α-2,6-唾液酸)的能力有关。此外,病毒在多个内部基因(PB1, PB1-F2, M1, NS1)上携带了与哺乳动物适应性或毒力增强相关的突变(如PB1的D3V、D622G;PB1-F2的N66S;M1的N30D, I43M, T215A;NS1的P42S, I106M)。
图5 7个代表性野生鸟类H11分离物的重新分类过程和基因型
- 受体结合特性:选取7种基因型的代表病毒进行受体结合实验,结果显示它们均具有双受体结合特性,既能结合禽型受体(α-2,3-唾液酸),也能结合人型受体(α-2,6-唾液酸),尽管对禽型受体的亲和力更高。这直接证明了H11病毒具备感染哺乳动物细胞的理论基础。
图6 七种代表性H11病毒的受体结合特异性
- 小鼠体内致病性:用7株代表病毒感染BALB/c小鼠。结果发现,所有病毒均能在不经过预先适应的情况下感染小鼠,主要在鼻腔和肺部复制,最高病毒滴度达到6.25 log10 EID50/mL(G3基因型)。感染导致小鼠出现短暂的体重下降(最高约6.5%),但未引起死亡,表明这些病毒目前对小鼠的致病性为低到中等。
图7 七种代表性H11病毒在小鼠中的致病性和复制
三、 讨论与结论
- 风险再评估:本研究首次系统揭示了H11亚型AIVs不仅广泛存在于野鸟中,而且通过频繁的基因重配(包括与高致病性H5N1病毒)不断进化,获得了能结合人型受体的关键突变和部分哺乳动物适应性标记。
- 传播的关键节点:研究明确了孟加拉国作为欧亚大陆H11病毒传播枢纽的重要性,这与其作为多条候鸟迁徙路线交汇点的地理地位相符。
- 直接的哺乳动物感染能力:实验证实H11病毒能直接感染小鼠并在其呼吸道有效复制,这跨越了禽流感病毒感染哺乳动物的首要屏障。
- 结论与建议:H11亚型AIVs对公共卫生构成潜在威胁。它们具有感染哺乳动物的遗传基础和实践能力。因此,亟需加强对野鸟,特别是迁徙水禽中H11及其他LPAI病毒的常规监测,以预警可能出现的具有大流行潜力的新型流感病毒。
cite:Zhao Z, Tian J, Bai X, et al. Epidemiology, evolution, and biological characteristics of avian influenza a (H11) viruses from wild birds. Virulence. Published online November 19, 2025.
来源:medsearch,作者:asadoctor
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