D型流感病毒研究概述

李 茜 李 霆 吴绍强 林祥梅 韩雪清

（中国检验检疫科学研究院 北京 100029）

D型流感病毒研究概述

李 茜 李 霆 吴绍强 林祥梅*韩雪清**

（中国检验检疫科学研究院 北京 100029）

从病原学、致病性、致病机制、实验室诊断、流行情况等方面对D型流感病毒的最新研究进展进行概述，以期增强人们对该病毒的认识，并为该病的防控提供科学依据。

流感病毒；D型流感病毒；致病机制

1 前言

流感是流感病毒（Influenza Virus）引起的严重危害公共卫生和畜牧业发展的人畜共患传染病。以前根据核蛋白的抗原性可将流感病毒分为3类：A型、B型和C型流感病毒（IAV、IBV、ICV）。近几年来又发现了D型流感病毒（Influenza D virus，IDV）的存在。IDV是正黏病毒科（Orthomyxoviridae），流感病毒属的成员，主要侵害呼吸道。D型流感是由IDV引起的接触性病毒性传染病，主要感染猪、牛等，其中牛是IDV的主要天然宿主。2011年该病毒首次在美国由Ben Hause从类似流感症状的猪体内分离出，2013年又在牛体内分离出，通过反转录PCR和血清学检测发现IDV在美国牛群中广泛传播[1]。近几年来IDV有进一步蔓延发展的趋势，法国、意大利、日本多个国家和地区检测到该病毒，2014年在中国山东牛群中也检测到了该病毒的存在。IDV的存在会使得动物机体抵抗力下降，进而引起其他病毒或细菌的感染，给养殖业带来巨大损失，因此，对IDV的预防非常重要。

2 IDV概述

2.1 病原学研究

IDV粒子呈球形，直径为100-120 nm，有包膜结构，而且包膜上含有10-13 nm长的刺突。IDV的遗传物质为单股负链、分节段RNA，其基因组由7个节段组成（每个节段都在1 000-2 400 bp），能够编码9种蛋白。其中第1、2、3个节段编码3个RNA聚合酶的亚单位：PB1、PB2和P3；第4个节段负责编码HEF，HEF蛋白相当于IAV或IBV 的HA和NA蛋白；第5个节段负责编码NP，第6个节段负责编码M2和M1；第7个节段编码的是两个非结构蛋白：NS1 和 NEP。ORF（open reading frame）分析除了最小的节段含有两个ORF外其他每个节段都含有一个 ORF[2，3]。

进化分析表明IDV与IAV和IBV差异很大，而与ICV最为相似。氨基酸序列分析发现IDV跟ICV有50%的同源性，此外IDV的受体跟ICV相同，均为9-O乙酰唾液酸受体。但是RNA-seq表明IDV的HEF蛋白与ICV的HEF蛋白相比有保守区但是结合位点不同，所以IDV与ICV没有血清学交叉反应[1，2，4]。

不同宿主的IDV存在差异性，研究表明牛的IDV片段和猪的IDV有96%的同源性，两种宿主的IDV之间差异最大的是HEF和M，同源性最高的片段是PB1和NS，分别有98.9%-99.1%和98.8%-99.2%的一致性[1]。中国分离的牛IDV毒株跟美国分离的毒株有94%-99%的同源性[5]。

2.2 致病性及致病机制

2.2.1 致病性

牛是IDV主要宿主，由于母源性抗体在6个月后逐渐减少，所以断奶后的小牛更容易被感染[3]。研究表明，除了牛以外，猪、雪貂、豚鼠以及山羊和绵羊等小反刍兽也可以感染该病毒[1，2，6，7]，实验动物雪豹和豚鼠最易感染[8]，但是家禽鸡和火鸡都不能被感染[7，9]。

IDV主要通过直接接触感染宿主，表现出呼吸道疾病症状和呼吸道炎症，但症状温和。接触感染比接种感染病毒复制能力强、引起的症状更明显，可能是因为IDV有宿主适应性。推测流感病毒表型的改变与宿主适应性有关，研究表明IAV在野猪、家猪和小鼠上就存在这种适应性改变，暗示了IDV在模型动物豚鼠上也存在这种变化[6，10-13]。当牛感染IDV以后，病毒主要分布在鼻腔、气管、支气管、肺叶组织内，会引起呼吸道上皮细胞变薄以及中性粒细胞浸润[14]。当其他动物比如猪、雪貂和豚鼠感染此病毒时，病毒主要在鼻腔内复制。

IDV可以通过飞沫和污染物进行传播，是引起呼吸道综合征的一种，虽然致病性很弱，但是它能够促进其他病原体的入侵，最终严重影响动物的健康[14]。众所周知牛呼吸道疾病综合征是由多种病毒或细菌引起的呼吸道疾病，近期宏基因组学研究表明牛腺病毒3型、牛鼻炎病毒A型和IDV是与牛呼吸道疾病有关的前3个主要病毒。对加利福尼亚奶牛的研究结果表明，IDV感染可以促进其他病毒的入侵或者是加剧病情[15]。此外，环境因素也很重要，特别是棚舍密闭、湿度大、运输应激等都会加剧病情。

2.2.2 致病机制

IDV受体的分布存在宿主差异和器官差异，这就决定了IDV的宿主易感性和器官易感性。IDV的受体是9-O乙酰唾液酸受体，研究发现不同宿主靶器官的唾液酸与糖链结合方式不同，因此形成不同的唾液酸寡糖。唾液酸通过其第二位碳原子以2-3或2-6糖苷键链接在糖链末端的半乳糖基上，人的气管上皮细胞膜上有SAa2，6Gal唾液酸寡糖而没有SAa2，3Gal唾液酸寡糖，豚鼠的肺部只有SAa2，3Gal唾液酸寡糖，但是有些动物靶器官的细胞表面含有上述两种受体，如猪的气管上皮细胞，豚鼠的鼻腔上皮细胞和气管上皮细胞。研究发现牛的IDV受体是SAa2，6Gal唾液酸寡糖和 SAa2，3Gal唾液酸寡糖，然而猪的IDV受体是SAa2，6Gal唾液酸寡糖，而不是SAa2，3Gal唾液酸寡糖[6]。猪IDV感染雪貂和猪以后只在上呼吸道内复制，并不在下呼吸道和肺内复制；但是牛的IDV在牛、猪和豚鼠的上呼吸道和下呼吸道内均可复制[6]。

糖微点阵芯片实验证明了IDV跟ICV类似都能结合9-O乙酰唾液酸受体及其多种衍生物，结构生物学研究发现IDV通过表面唯一的糖蛋白HEF结合9-O乙酰唾液酸受体及其衍生物[2，16]。IDV的HEF受体结合位点的230-helix和270-loop之间存在着一个开放通道，但是在ICV的HEF相同的位置，则没有开放的通道，230-helix的K235和270-loop的D269形成盐桥相互作用，将270-loop拉高与230-helix相连，关闭了该通道。研究表明IDV的HEF蛋白受体结合位点的开放通道有着重要意义，它使得IDV能够容纳多种类型的糖环构象，从而结合9-O乙酰唾液酸受体及其多种衍生物，为其广泛的细胞嗜性提供了良好的结构基础。组织免疫荧光实验表明IDV的HEF能结合人、猪和牛的气管纤毛上皮细胞[16]。

2.3 实验室诊断

目前针对IDV的诊断并没有什么特殊的方式，与其他类型流感一样主要利用分子生物学和血清学检测技术。分子生物学检测技术主要包括：普通RT-PCR、荧光定量RT-PCR和糖微点阵芯片等。血清学检测技术主要包括血凝反应实验、血凝抑制实验。此外还可以通过免疫组化等方法进行检测。

2.4 流行情况

IDV最初在患有呼吸道疾病的猪体内发现，后来科学家陆续在患病的甚至是健康的牛体内分离到该病毒，目前已经在美国、中国、法国、意大利、日本多个国家和地区检测到该病毒[1，2-5，13，15，17-19]。

2011年4月美国明尼苏达州沃辛顿纽波特实验室的Ben Hause从类似流感症状的15周龄猪体内分离得到IDV，命名为D/swine/Oklahoma/1334/2011[2]。这是首次在猪体内分离出IDV，对流感病毒的研究有着里程碑的意义。

2013年Ben Hause又在牛体内分离到了IDV，通过反转录PCR和血清学检测发现IDV在美国牛群中广泛传播[1]。

2014年中国动物卫生与流行病学中心禽病监测实验室通过调查发现中国牛群中也存在IDV[5]。

2011-2014年，Mariette F等在法国牛群也检测到了IDV[17]。

2015 年，Chiara Chiapponi和 Silvia Faccini对意大利的猪群和牛群进行研究，研究发现IDV可以通过呼吸道疾病在两者中传播，并且在2014年和2015年从意大利牛体内检测到了IDV（D/bovine/Italy/1/2014 和 D/bovine/Italy/46484/2015），在猪体内检测到了 IDV（D/swine/Italy/199723-3/2015）[19]。

2016年，Murakami S E M等利用血凝抑制实验发现日本境内牛群中也存在IDV[18]。

Ng T F等用宏基因组学的方法研究发现50头患有呼吸道疾病的奶牛中有62%的牛携带IDV，这些牛混合感染牛腺病毒、牛鼻炎病毒以及其他呼吸道疾病相关的病原体[15]。另外通过病毒学监测发现患有呼吸道疾病的55头牛中有23.6%的携带IDV，但是在同一个棚舍的82头健康的牛里只有2.4%的牛检测到了IDV[3]，这样的结果暗示有临床症状的牛更容易检测到IDV的存在。Ducatez M F研究发现在美国患有呼吸道疾病的牛群中IDV的检出率为4.5%，在法国为 4.8%[4，17]；在中国健康的成年牛里有0.7%的牛检测到IDV的存在[5]；在美国小反刍动物绵羊中IDV检出率为13.5%，山羊中为13.3%，但是在鸡和火鸡中没有检测到[7]。在316份人类血清样品中有1.3%的样品中含有IDV，因此必须警惕和防范IDV对公共安全的威胁[13]。

3 小结

IDV是一种新型流感病毒，目前针对该病的科学研究尚处于起步阶段，许多科学问题有待于进一步阐明，如在自然条件下IDV可否通过基因重组/重配的方式增强致病力，该病的宿主范围以及公共卫生学意义等，因此需要进一步加强对该病的认识和防范。虽然到目前为止没有关于IDV对人造成巨大致病性的报道，但是IDV存在通过致病性增强引起流感大爆发的潜在风险。为此，应该尽快开展该病的检测研究，建立快速、灵敏、特异的病原学和血清学检测方法，将该病遏制在萌芽阶段，切实保护中国的畜牧业健康发展，保护公共卫生安全，减少国民经济损失。

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An Overview of Research Progress on Influenza D Viruses

LI Xi， LI Ting， WU Shaoqiang， LIN Xiangmei*， HAN Xueqing**
（Chinese Academy of Inspection and Quarantine， Institute of Animal Quarantine，Beijing 100029， China）

In order to enhance the awareness of Influenza D virus （IDV） and to provide the scientific basis for the prevention and control of the disease，the latest research progress in the aspects of etiology，pathogenicity，pathogenic mechanism，laboratory diagnosis and epidemic situation for IDV will be summarized in this review.

Influenza Virus；Influenza D Virus；Pathogenicity

R185

E-mail：243397182@163.com；*通讯作者E-mail：linxm@caiq.gov.cn；**通讯作者E-mail：hanxq@caiq.gov.cn

国家重点基础研究发展计划资助项目 （973项目） （2011CB504704-X）；中国检验检疫科学研究院基本科研业务费项目（2014JK007）；十二五国家科技支撑计划项目 （2013BAD12B01）

2017-02-17