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H9N2亚型禽流感病毒(Avian influenza virus,AIV)在我国家禽中广泛流行,对家禽高度适应,目前H9N2亚型已经成为中国家禽中最为流行的AIV亚型之一。由于H9N2亚型AIV为低致病性病原,因此没有受到足够的重视和关注。但H9N2亚型流感病毒宿主范围广,并可为H7N9、H5N6和H10N8等新发流感病毒提供内部基因,对动物健康和公共卫生安全造成潜在威胁,已不容忽视针对H9N2亚型AIV的流行病学、致病机制以及传播机制等方面的研究。本研究在辽宁地区AIV监测过程中分离到10株H9N2亚型AIV,对病毒基因组进行了系统的遗传演化分析。10株病毒的血凝素(Hemagglutinin,HA)、神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)、碱性聚合酶1(Polymerase basic 1,PB1)、酸性聚合酶(polymerase acidic,PA)、核蛋白(N ucleoprotein,NP)及非结构蛋白(Nonstructual protein,NS)基因均来自H9N2亚型AIV欧亚谱系的F98亚系,核苷酸同源性在93.8~100.0%之间。碱性聚合酶2(Polymerase basic 2,PB2)和基质蛋白(Matrix protein,M)基因则来自H9N2亚型AIV欧亚谱系的G1亚系,核苷酸同源性在93.6~100.0%之间。10株病毒基因型与我国H9N2亚型AIV主要流行的基因型一致,也是与H7N9等病毒发生较多重组的基因型。生物学特性研究发现,10株H9N2亚型AIV对鸡胚呈现不同的致死表型。本研究选取了两株对鸡胚致死性不同但遗传背景相近的H9N2亚型AIV分离株作为模式病毒,即致死鸡胚的A/chicken/Liaoning/07/2016(CKLN/07)与不致死鸡胚的A/chicken/Liaoning/17/2016(CKLN/17),探索影响H9N2亚型AIV致病性的分子机制。利用反向遗传学技术、单基因替换及点突变等技术确定了HA是决定CKLN/07与CKLN/17致病力差异的关键基因,由于两株病毒只在HA蛋白的137位点(H3numbering)存在氨基酸差异,因此HA-137异亮氨酸(Isoleucine,I)是H9N2亚型AIV致病性增强的关键分子标记。利用豚鼠模型进一步评估CKLN/07与CKLN/17在哺乳动物间的水平传播能力,结果发现,CKLN/07在豚鼠间有限传播,在3只传播组豚鼠中2只发生感染,而CKLN/17不能在豚鼠间传播。将CKLN/17的HA137位的苏氨酸(Threonine,T)突变为I时,CKLN/17获得在豚鼠间的高效传播能力,3只传播组豚鼠均发生感染。利用体外聚合酶活性检测试验,发现NP蛋白352位点由缬氨酸(Valine,V)替换为甲硫氨酸(Methionine,M)时聚合酶活性增强,解释了具有HA-T137I突变与NP-352M的CKLN/17病毒具有更强传播能力的原因。受体结合特性试验发现,HA-T137I可以使H9N2亚型AIV受体结合特性由偏嗜结合α-2,3唾液酸受体转换为偏嗜结合α-2,6唾液酸受体。HA-T137I突变增强H9N2亚型AIV的热稳定性及降低HA蛋白活化的p H值,使H9N2亚型AIV具备更强的环境抗逆能力且更容易感染哺乳动物并在哺乳动物间发生传播。H9N2亚型流感病毒能感染多种野生鸟类,但其在野生鸟类间的传播机制尚未明确。辽宁省多湿地的生态环境聚集大量了的野生鸟类在此栖息,而淡水蟹是湿地生态系统中的重要生物环节。本研究以淡水蟹为湿地生物代表,探讨H9N2亚型AIV在多宿主的湿地生态系统中的传播规律。我们系统分析了淡水蟹对H9N2亚型AIV的生物富集和传播作用,发现淡水蟹可生物累积H9N2亚型AIV,使H9N2亚型AIV在水中的存活时间延长12小时。淡水蟹还可作为H9N2亚型AIV传播的生物媒介,将其传播给其它淡水蟹。以上研究结果丰富了H9N2亚型AIV的病原生态环节,将淡水蟹归入AIV生态系统中新型生物传播媒介。综上,本研究确定了HA蛋白137位点和NP蛋白352位点在H9N2亚型AIV复制和传播中的重要作用,HA与NP蛋白的协同作用可增强H9N2亚型AIV对哺乳动物宿主的适应能力。淡水蟹可作为AIV在自然界中的生物传播媒介,为AIV的监测和防控提供了新的研究思路。