2014~2019年我国H9N2亚型AIV遗传演化分析和生物学特性的研究

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H9N2亚型禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)自1994年在我国大陆鸡群中分离以来,便以珠江三角洲地区为第一传播中心,以长江三角洲地区为第二传播中心自南至北、自东向西向中国各个地区广泛传播,已在我国绝大多数地区形成了地方性流行。H9N2亚型禽流感病毒常与其他病原体共同感染家禽,并引起产蛋下降甚至死亡,尤其在集约化养殖场中发病率高,传播速度快,对养禽业造成巨大的经济损失。H9N2亚型AIV还能通过基因突变和重组,突破宿主屏障,实现跨宿主传播,感染人和其他哺乳动物,对公共卫生安全产生一定的威胁。因此,对近年来全国范围内的H9N2亚型AIV进行遗传演化,分子进化和生物学特性的研究具有重要意义。本研究对我国2014~2019年分离到的306株H9N2亚型AIV进行全基因的遗传演化分析,根据8个基因的系统发生起源进行组合划分基因型。然后计算了优势基因型G57的核苷酸替代速率以及其所受的正选择作用。最后选取4株实验室分离株研究其对4周龄SPF鸡和4周龄SPF级BALB/c小鼠的致病性特点。本研究结果显示所有病毒的HA基因起源于BJ/94-like谱系,被分配在5个不同的亚分支上,他们分别为clade 2(1)、clade 4(2)、clade 5(1)、clade 12(2)和clade15(300)。其中300株毒株聚集在clade 15,仅仅6株聚集在其他分支。结合刘金华等的研究可推断自从2013年开始clade 15取代其他分支成为全国范围内的主要流行分支以后,直到现在依然是主流分支。NA基因被分配在4个不同的亚分支上,他们分别为clade 0(1)、clade 1(7)、clade 2(296)和clade 3(2)。以前的研究显示所有属于clade 2毒株的NA茎部都有3个氨基酸缺失,所有属于clade 1的毒株没有这种缺失。值得注意的是本研究中一株属于clade 2的人源毒株没有这种缺失。内部基因的结果显示99%的PB2基因聚集在clade 8分支上;除了A/duck/Wuhan/WHYF05/2014外,其他毒株的PB1、PA、NP三个内部基因均起源于SF/98-like亚系;99%的M基因聚集在起源于G1-like谱系的clade 3;NS基因中有99%的毒株由BJ/94-like病毒进化而来位于clades 7。根据8个基因的系统发生起源进行组合,本研究一共发现了10种基因型,其中新发现的7种被分别命名为G119、G120、G121、G122、G123、G124、G125。基因型G57、G68、G118、G121曾连续多年出现,被称为主要基因型,基因型G119、G120、G122、G123、G124、G125仅在同一年份出现过一次,被称为瞬时基因型。G57基因型是绝对优势基因型,占了全部毒株的94%。根据H9N2亚型AIV G57基因型在我国的出现和发展,将其分为2007~2012和2013~2019两个时期,分别计算不同时期HA和NA基因片段的进化速率以及所受到的正选择作用。结果显示2013~2019时期的HA和NA的进化速率都高于2007-2012时期。其受到的正选择作用也是2013~2019时期强于2007~2012时期。病毒致病性试验结果显示,4株H9N2 AIV都不能致死SPF鸡与BALB/c小鼠,但是病毒可以在它们的多个脏器复制,并且在BALB/c小鼠体内的主要复制部位是肺和鼻甲骨,在SPF鸡体内的主要复制部位是肺和气管。所有分离株在HA蛋白裂解位点附近均无多个连续的碱性氨基酸存在,均表现为低致病性禽流感病毒的序列特征。HA蛋白部分受体结合位点存在突变,尤其是HA基因的234位点,98%的毒株均由Q突变为L,具有结合唾液酸α-2,6半乳糖苷受体的特征,说明近年流行的大部分H9N2已经具有潜在感染哺乳动物的能力。关键氨基酸位点分析结果与动物实验结果相吻合。
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