H4亚型禽流感病毒适应人的分子机制和跨种间传播预警预测研究获进展
2017-08-07流感在线
中国科学院院士、中科院北京生命科学研究院副院长高福团队在H4亚型禽流感病毒适应人的分子机制和跨种间传播预警预测方面取得新的重要进展。研究结果以Avian-to-Human Receptor-Binding Adaptation by Influenza A Virus Hemagglutinin H4（H4亚型流感病毒血凝素蛋白从结合禽源到人源受体适应的分子基础）”为题，于8月1日在线发表在国际学术期刊Cell Reports上。
H4亚型流感病毒在野禽及家禽中都有广泛分布，在亚洲、欧洲及北美的许多国家和地区广泛流行。近年来，不同基因型的H4亚型流感病毒在我国华中、华东和华南地区共同流行，H4亚型流感病毒之间的混合重排及H4亚型与其他亚型如H3亚型流感病毒的重排事件频繁发生，导致家鸭中携带有复杂的H4亚型流感病毒。除了感染禽类，H4亚型流感病毒已经在海豹和猪等哺乳动物中分离到，特别是1999年在加拿大分离到的两株猪源H4N6毒株在HA上存在Q226L和G228S突变，这些猪源H4N6流感病毒是否已经开始适应结合人源受体，是否已经有在人际传播的风险，是一个亟待回答的科学问题。
为此，研究人员选取了两个H4亚型流感病毒代表毒株，包括禽分离株（A/duck/Czech/1956，Avian-H4N6）和猪分离株（A/swine/Ontario/01911_1/99，Swine-H4N6），以评估H4亚型血凝素蛋白HA的受体结合特性及受体结合特性转变的分子机制。通过病毒ELISA、表面等离子共振SPR、组织免疫荧光染色等实验，研究人员发现禽分离株特异结合禽受体而不结合人受体，而猪分离株则偏好结合人受体。突变实验表明，G228S/A的突变可以使HA获得双受体结合特性，表明G228S/A突变对于病毒从“偏好结合禽受体”到获得“双受体结合特性”阶段非常重要，而Q226L突变能使HA彻底实现受体结合特性由结合禽受体到结合人受体的转变，是实现彻底适应人受体结合的最关键氨基酸。为了进一步阐明H4 HA适应人的分子机制，研究人员利用结构生物学的方法解析了H4及不同突变体与受体类似物的复合物晶体结构，从结构上诠释了其受体结合特性转变的分子机制。
该研究发现了具有Q226L和G228S突变的猪分离H4亚型禽流感病毒已经具备大流感流行的受体结合特性，阐明了H4亚型禽流感病毒适应人的分子机制，为H4亚型禽流感病毒的监测及预警预测提供了理论基础。
高福研究团队宋豪为文章第一作者，高福为通讯作者。该研究得到了中科院战略性先导科技专项、科技部、国家自然科学基金委等的资助。
H4亚型禽流感病毒适应人的分子机制
原文摘要：Avian-to-Human Receptor-Binding Adaptation by Influenza A Virus Hemagglutinin H4.
Abstract
Low-pathogenicity avian influenza viruses (LPAIVs) have caused a global concern to public health since the first novel LPAIV H7N9 outbreak occurred. The receptor-binding properties of the viral hemagglutinin are one key factor for efficient transmission and infection in humans. Recent evidence shows that H4 subtype viruses have been widely circulating in domestic poultry and human asymptomatic infections might have occurred. Here, we evaluated the receptor-binding properties of two representative isolates, avian H4N6 (containing Q226 and G228) and swine H4N6 (containing L226 and S228), and found that the avian isolate preferentially binds to avian receptors, whereas the swine isolate preferentially binds to human receptors. The Q226L and G228S substitutions are pivotal for the receptor-binding switch, which resulted in similar human receptor-binding features to the pandemic H2 and H3, implying that H4 has the potential to cause human infections. This early-warning study calls for future extensive surveillance.
来源：流感在线