H7N9亚型流感病毒病原学及流行病学分析

张 毅，康京丽，王静静，刘爱玲，于丽萍，李金花，王幼明

（中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛 266032）

2013年2月以来，我国东部地区出现了不明原因的重症肺炎和呼吸窘迫综合征病例，后经实验室检测确定了造成感染的元凶为流感病毒，而且是在人类病例中从未出现的H7N9亚型流感病毒。截至2013年5月30日，本次疫情已造成131人感染，其中39人死亡。10年以前，SARS的来袭给人们心中造成的阴影还未完全抹去，H7N9亚型流感的突然出现又给我们敲响了警钟。虽然H7N9流感病毒在人群中得到了有效的控制，但是这种新型流感病毒可能会在禽类中长期存在，再次造成人类感染。我们注意到从人体内分离到的一些H7N9毒株已获得了部分氨基酸变异（如：HA Q226L，PB2 E627K，701N），这些突变能够增强病毒与人上呼吸道细胞表面受体的结合力，以及病毒的复制力。因此，在一定时期内，该亚型流感病毒可能对人类健康及养禽业造成严重威胁。为了能够对H7N9亚型禽流感病毒有一个更加全面和具体的认识，以便科学应对将来可能发生的疫情，本文拟对目前H7N9的基因组特征及流行病学研究做一简要回顾。

流感病毒属于副粘病毒科，其基因组由8条单股负链的RNA组成，可以编码至少12种蛋白。根据表面糖蛋白HA和NA的不同，可将其分为17种HA亚型及10种NA亚型[1-2]。野生水禽是流感病毒的自然宿主和基因库，几乎所有亚型以及不同基因组合的流感病毒均可在野生水禽中分离到。因此，野生水禽也被认为是感染家禽及哺乳动物的流感病毒的重要宿主来源（贮存宿主）。H9N2、H5N1及H6N1等亚型的流感病毒已在家禽中建立了稳定的谱系，并经常造成禽群发病。而在人群中流行的主要是H1N1、H2N2及H3N2亚型，这些亚型的流感病毒通常导致感染者出现缓和的上呼吸道症状。除此之外，H5、H7、H9等亚型的流感病毒也可跨种间传播感染人类，其中，H5N1亚型禽流感病毒感染人的病例数相对较多，死亡率高达60%[3]。曾有感染人类病例报道的H7流感病毒有H7N2、H7N3、H7N5和H7N7亚型，其中2003年H7N7亚型流感病毒在荷兰造成了89人感染，这是迄今为止最大规模的人类感染H7亚型流感病毒的事件。人感染H7亚型流感病毒后主要表现为结膜炎和上呼吸道症状，而2003年有一例感染病例发展为病毒性肺炎和呼吸窘迫综合征，最终死亡[3-4]。1999-2003年，意大利家禽中发生了H7N3流感疫情，在此期间对185名与病禽密切接触的人进行了血清抗体检测，发现7人为H7抗体阳性，其中1人出现过明显的结膜炎症状[5]。2007年，英国一家活禽市场出现H7N2流感疫情，23名市场工作人员出现结膜炎或流感样症状，但只在4人体内检测到病毒[6]。由此可见，H7亚型流感病毒对人的感染性和致病性均不强，但也表现出一定的跨种间传播能力。

1 H7N9亚型流感病毒的基因组特征

2013年3月31日，中国疾病预防与控制中心（疾控中心）的科学家们首次宣布在H7N9人感染病例中分离到3株H7N9亚型流感病毒（A/Shanghai/1/2013，A/Shanghai/2/2013，A/Anhui/1/2013），并且将病毒的8个基因编码区序列公布在全球流感资源共享网站（GISAID），并将病毒的序列分析结果发表在《新英格兰医学杂志》。分析结果表明，造成此次人类感染H7N9亚型病毒的8个基因片段全部为禽源，病毒的HA基因与浙江分离到一株鸭源H7N3分离株同源性最高，NA基因与一株韩国的野鸟源H7N9分离株同源性最高，内部的6个基因与北京分离到的一株H9N2分离株高度同源，因此造成此次H7N9疫情的病毒是一个三源重排的病毒[7]。与疾控中心的分析结果类似，中科院微生物所的科学家们认为此H7N9亚型流感病毒的8个基因均为禽源。他们还将病毒的内部基因划分为两个不同的H9N2基因群，并且预测鸡和鸭可能充当了此H7N9亚型流感病毒产生的中间宿主[8]。对此H7N9亚型流感病毒的氨基酸序列分析表明：H7N9病毒HA蛋白裂解位点处没有连续的碱性氨基酸，因此是低致病性禽流感病毒。三株病毒中的两株，其HA蛋白具有Q226L的突变，该突变有利于病毒结合人类上呼吸道的α-2，6唾液酸受体。三株病毒的M2蛋白具有S31的突变，表明病毒具有金刚烷胺耐药性；三个毒株中的一株，其NA蛋白294位具有R294K的突变，表明此病毒对奥司他韦具有耐药性。三个病毒的PB2蛋白均发生了E627K的突变，表明病毒具有哺乳动物适应性。

人类感染疫情发生后，哈尔滨兽医研究所的专家随后在最初的疫情发生地（上海）采集了970份活禽市场的样本，经实验室检测，其中的20份呈H7N9阳性，并且分别在鸽子、鸡和环境样本中分离到3株H7N9亚型流感病毒，并将这三株病毒的基因组序列进行了测定，并对序列进行了分析。分析结果表明：这三株病毒的8个基因片段与此前公布的人源H7N9分离株的序列高度同源，但与人源病毒不同的是，禽源分离株中并没有发现与哺乳动物适应性相关的PB2蛋白627位或者701位突变[9]。哈尔滨兽医研究所的研究人员又持续的进行了样本采集、病毒分离和基因组测序，他们将从禽类中分离到的37株病毒与4株人源病毒进行了比较和分析，发现所有这些禽源的病毒均没有发生PB2蛋白627或701位的突变，而人源的病毒均发生了突变。进一步的研究结果表明这些H7N9病毒的内部基因差异较大，部分内部基因已有约3.5%的差异性，而HA和NA基因的差异较小，只有不到1%的差异性。这说明H7N9毒株已经由于寄生宿主的不同，发生了差异性的突变[10]。

由以上的科学研究基本可以推断出本次造成人类感染的H7N9亚型流感病毒来源于禽类，主要原因有两点：人体内分离到的病毒基因组均为禽源，在活禽市场的环境及交易的活鸡体内均分离到H7N9亚型流感病毒，并且与人体内分离到的病毒基因组高度同源。

2 H7N9病毒对不同宿主的致病性及传播性

为了科学的预防H7N9亚型流感病毒，我们需要对这种新出现的病毒的生物学性质有一个全面的认识。5月23日，疾控中心Zhu等首先在《Science》杂志上发表论文，报道了一株人源H7N9病毒对哺乳动物模型雪貂和猪的致病性及传播性。研究结果表明病毒可以在雪貂的上呼吸道和下呼吸道有效的复制，造成支气管肺炎及大量的炎性细胞浸润；病毒可以在雪貂间通过直接接触和气溶胶的方式传播，但是直接接触的传播方式相比而言更加有效。H7N9病毒可以在猪的呼吸道有效的复制，但是不能在猪之间，及猪与雪貂间传播[11]。Zhang等详细比较了禽源及人源H7N9分离株对禽类及哺乳动物的致病性和传播性。结果表明禽源H7N9分离株对鸡，鸭和小鼠均不致病，而人源H7N9分离株可以造成小鼠严重的体重下降，并在小鼠的肺内更加有效的复制。鸡源分离株对鸡的感染性和传播性较强，而对鸭较弱；鸽源分离株对鸡和鸭的感染性和传播性均不强。与Zhu等的研究结果类似，Zhang等也证明了H7N9病毒可以在雪貂间传播，并且证明了在上海分离到的一株病毒可以在雪貂间更加有效的通过气溶胶传播[10]。另外香港大学的Mok等也用实验证明了在人体内分离的H7N9病毒可以造成小鼠呼吸系统的损伤，和肺内大量的炎性细胞的浸润及细胞因子分泌，但是其致病性要弱于高致病性H5N1 病毒[12]。

以上的科学实验均证明了H7N9亚型病毒可以在哺乳动物呼吸系统内有效复制，并造成器官的损伤，在哺乳动物间具有一定的传播性，但这种传播性具有毒株的特异性。H7N9病毒对禽类没有致病性，但不同源的分离株对禽类的感染性和传播性存在一定差异。造成H7N9病毒感染性、致病性及传播性差异的原因可能是H7N9病毒在不同宿主内适应性突变造成的，因此有必要对影响H7N9病毒各种生物学性质的关键氨基酸位点及其作用机制进行深入研究。

3 H7N9亚型病毒的流行病学分析

目前的研究表明H7N9亚型病毒的宿主范围包括人、鸡、鸭和鸽子，另外H7N9病毒也可以感染雪貂和猪。在禽类中分离到的病毒样本，除一株来源于野生的鸽子以外，其他均来自于活禽市场的禽类，在养殖场没有发现H7N9亚型病毒。H7N9亚型流感病毒的传染源基本上可以锁定活禽市场带毒的禽类及其污染的环境，因此要想消灭传染源，从源头上遏制病毒的传播，暂时关闭活禽市场交易，加强对疫区禽类的检疫，一旦检测到阳性样本，采取强制性的扑杀政策是十分必要的。

H7N9亚型流感是一种人兽共患病，H7N9病毒可以跨种间传播感染人类。研究表明H7N9病毒可以在鸡群中水平传播，但从不同禽类宿主中分离到的病毒对本宿主的感染性和传播性，要强于其他宿主。已经证实了H7N9病毒可以在雪貂间传播，但不同毒株的传播能力存在明显差异。经医学观察，目前没有发现与H7N9病例密切接触者有发热或呼吸道症状，病例间也没有发现流行病学关联，但不能彻底否定H7N9人与人之间传播的可能，而且病毒可能会通过变异或重排等方式获得人际间传播的能力，因此决不能掉以轻心，应对H7N9患者隔离治疗，密切接触者应做好防护措施，并且需要密切关注病毒的流行和变异情况。

H7N9亚型流感病毒易感人群具有比较明显的性别和年龄特征。魏茂提等对4月26日之前的116例感染者的信息研究后发现，H7N9感染病例的性别比为2.08，显著高于H5N1 高致病性禽流感病例，也要高于一般季节性流感病毒感染性别比。H7N9病例中位年龄是62岁，年龄呈现明显的负偏态分布，与H5N1及普通的季节性流感存在明显差异[13]。韩明峰等的统计数据表明，H7N9感染病例中，大于65岁者占45.36%，重症病例占72.73%，提示65岁以上的老年人不仅是H7N9禽流感病毒感染的高发人群，同时也是重症的高危人群[14]。约60%的H7N9患者有明确的禽类接触史，人与禽之间的直接传播为该病的主要传播途径，因此厨师、从事禽类运输、宰杀和销售等职业的人员可能是H7N9感染的高危人群。H7N9性别比例偏高可能与患者从事的职业有一定的关系。从易感人群角度分析，老年人和从事与禽类有关职业的从业者尤其要注意对H7N9病毒的预防。

虽然本次应对H7N9疫情的措施要比2003年SARS更加迅速和有力，但是如何能够有效的防止新发传染病的发生，提前预测病原的演化和流行可能对于我们来说更加有利。目前，H7N9亚型流感呈散发状态，平息月余之后，7月23日河北省出现了首例H7N9感染病例，而且呈现中毒性休克状态，因此对H7N9病毒的防控和监测丝毫不能放松，应密切监测在禽类中H7N9病毒的流行及变异情况，做好易感人群的预防工作。

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