2014至2015年流感季節(jié)H7N9的新威脅

沈 軍 俞 蕙 朱啟镕

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·綜述·

2014至2015年流感季節(jié)H7N9的新威脅

沈 軍 俞 蕙 朱啟镕

在H7N9禽流感病毒成功進化并開始感染人類后，在已經發(fā)現的第一波和第二波病毒流行攻擊后[1]，H7N9尚未能獲得在人際傳播的能力，最近的研究發(fā)現，H7N9仍在快速的不斷進化中[2～14]，在人類中有較高致病性的H7N9病毒一旦獲得人傳人的能力后，必將在整個人群中大流行，對人類造成不可預測的沖擊[3,14～20]。

在2003年2月H7N9是第一個流感季節(jié)，實驗室確診134例。至2014年10月2日，全球有453例人感染H7N9禽流感發(fā)生，死亡175例。WHO匯總數據表明，中國大陸報告438例，中國臺灣報告4例，中國香港報告10例，馬來西亞報告1例(中國大陸輸入病例)。2014年10月29日至2015年1月8日本文成稿時，中國大陸又報告了16例，其中有活禽市場暴露史13例[1]。H7N9被發(fā)現后的22個月內，中國大陸H7N9感染病死率為38.8%(182/469)，從北方至南方、從東部至西部地區(qū)均有檢出，且在連續(xù)2個夏秋季節(jié)均呈散發(fā)流行，冬季局部暴發(fā)流行[1]；在剛剛開始的2014至2015年流感季節(jié)中，H7N9有可能再次在中國大陸流行。

1 禽流感、豬流感、人流感及H7N9禽流感病毒

根據流感病毒核蛋白(NP)和基質蛋白(MP)的不同特性分為甲、乙、丙型(或稱A、B、C型)。病毒株的命名按照抗原型別/宿主/發(fā)現地/毒株標號/分離年份/血凝素亞型/神經氨酸酶亞型原則，如A/duck/Zhejiang/12/2011(H7N3)。根據包膜糖蛋白血凝素(HA)和神經氨酸酶(NA)抗原性差異，甲型流感病毒可分為若干亞型，目前已經公認主要有16個HA亞型(H1～H16)，9個NA亞型(N1～N9)，HA及NA可任意組合為不同的亞型。根據宿主不同，甲型流感病毒可分為人流感病毒、禽流感病毒(AIV)、豬流感病毒(SIV)、馬流感病毒及鯨流感病毒等。H17N10 和H18N11在2012年和2013年從蝙蝠中被發(fā)現，未在其他物種中發(fā)現[21,22]。在人類中流行的主要有H1N1、H2N2和H3N2亞型，也是人類季節(jié)性流感的主要流感病毒。在豬中流行的主要有H1N1、H4N6和H9N2亞型，偶爾也感染人，同時由于豬常能從鳥類、人類等其他物種感染流感病毒，使得豬成為不同病毒進行重組的重要載體或者“混合器”，使新的流感病毒產生并感染其他物種[23]。禽類可以感染除了H17N10 和H18N11外的其他HA及NA亞型，尤其是水禽為甲型流感病毒的天然宿主和基因儲存庫，其中H5N1、H9N2、H7N7、H5N2和H10N7等都有感染人類的報道。禽類感染流感病毒主要通過糞口途徑傳播，而哺乳類動物則主要通過呼吸道感染傳播。乙、丙流感病毒主要在人類流行。

2013年2月在中國上海新發(fā)現的H7N9流感病毒是第1次在人類發(fā)現的新病毒[2]。對病毒基因序列的分析證明H7N9流感病毒是一種新重組產生的能感染人類、豬和禽類跨物種傳播的病毒。

2013年4月17日， 世界糧農組織、世界動物衛(wèi)生組織和WHO共同將新發(fā)現的H7N9流感病毒命名為甲型H7N9禽流感病毒。對不同物種感染這種病毒后采用不同表述，如人感染甲型H7N9禽流感病毒或甲型H7N9禽流感病毒造成的疾病、雞(豬)感染甲型H7N9禽流感病毒或甲型H7N9禽流感病毒造成的雞(豬)發(fā)病。

2 人類流感流行及暴發(fā)

流感病毒持續(xù)的抗原漂移導致人體對既往感染過的流感病毒HA及NA產生的中和抗體不能有效避免機體感染新的病毒，使得人群中持續(xù)存在一定水平的流感病毒流行或者局部地區(qū)的小規(guī)模暴發(fā)流行。當病毒包膜糖蛋白NA和HA發(fā)生較大的抗原特性改變即抗原轉變時，導致較大范圍的人群流感流行，甚至全球流感大流行。在人類歷史上，比較明確的甲型流感病毒暴發(fā)流行見表1，真正意義上的全球大流行有7次。

3 流感病毒跨物種傳播

有些流感病毒尤其是甲型流感病毒是人畜共患病原體，但并非所有的動物界流感病毒都能傳播至人類。之所以有嚴格的種屬特異性，在于病毒HA序列受體結合位點

表1 甲型流感病毒暴發(fā)流行年

能否與宿主上皮細胞(主要是呼吸道和消化道上皮細胞)的特異性受體相結合。人流感病毒能與人類呼吸道上皮細胞流感病毒受體唾液酸α-2，6半乳糖苷(SA α-2，6-Gal)結合，禽類流感病毒能與禽類呼吸道上皮細胞病毒受體唾液酸α-2，3半乳糖苷(SA α-3，6-Gal )結合，而豬的上呼吸道上皮細胞同時存在上述2種受體，故人及禽類流感病毒都能感染豬。2種受體在人類、豬、雞的呼吸道和消化道的分布見圖1。

圖1 SA α-2，6-Gal和SA α-2，3-Gal在人類、豬呼吸道及雞呼吸道和消化道的分布示意圖

注 MAA-Ⅰ/Ⅱ：懷槐凝集素染色-Ⅰ/Ⅱ；星的大小代表富集度(MAA在人類呼吸道和豬鼻腔未進行研究；MAA-Ⅰ在雞組織內未進行研究)。圖片引自文獻[24]，本文作者略有改動

流感病毒結構由外而內可以分為囊膜、基質蛋白及核心三部分。甲型和乙型流感病毒的遺傳物質單股負鏈RNA(ssRNA)由8個節(jié)段組成，丙型流感病毒由7個節(jié)段組成。第1～3 節(jié)段編碼的是RNA 聚合酶，負責病毒遺傳物質RNA 轉錄和復制；第4節(jié)段編碼血凝素蛋白HA，負責病毒侵入；第5節(jié)段編碼核蛋白，負責與遺傳物質RNA組裝；第6節(jié)段編碼神經氨酸酶NA，負責病毒釋放；第7節(jié)段編碼基質蛋白M1和離子通道蛋白M2，負責組成病毒的基質蛋白層；第8節(jié)段編碼非結構蛋白，與RNA出核和拮抗宿主抗病毒反應等有關。丙型流感病毒缺乏第4節(jié)段，其第6節(jié)段編碼的血凝素酯酶融合蛋白兼具行使病毒侵入和釋放兩種功能。負責病毒侵入的HA前體分子HA0裂解為HA1和HA2后，病毒才有感染性，而裂解位點氨基酸的組成，即堿性氨基酸的數量，決定病毒的毒力；如高致病性禽流感病毒裂解位點至少有4個堿性氨基酸，而低致病性禽流感可能只有1～2個堿性氨基酸。

當病毒發(fā)生基因突變或者重組，尤其是關鍵的裂解位點或者受體結合位點發(fā)生改變后，會導致病毒的跨種屬傳播。

4 H7N9的可能來源

根據對分離到的H7N9病毒核苷酸序列及同源性分析，H7N9可能是4種不同的禽流感病毒重組后產生的新病毒[2,14～18]，盡管至今為止尚不知這種病毒在何種物種中產生及其主要的宿主、在動物界的地理分布及流行病學特征等。H7N9病毒H7基因序列與中國大陸地區(qū)的野鴨流感病毒同源性最高，N9基因序列與中國大陸地區(qū)的野鳥流感病毒同源性最高，6條內部基因(多聚酶PB2、PB1、PA基因、核蛋白NP基因、基質蛋白M基因、非結構蛋白NS基因)可能來源于2種不同的中國大陸地區(qū)家禽H9N2流感病毒。由于大部分實驗室確診的病例有活禽市場接觸史，且在活禽市場的家禽糞便、周圍被污染的環(huán)境等檢測到H7及N9基因片段，人類被H7N9感染的來源可能是禽類市場的活禽及污染物，通過呼吸道或者直接接觸傳播感染[2,25～31]。人際間直接傳播H7N9在已經確診的病例中有發(fā)現，但很罕見，提示H7N9目前在人與人之間的傳播能力非常有限[32～37]，也是WHO對H7N9風險評估的主要依據[38]，但H7N9仍在不斷變異中。

5 H7N9可能正在發(fā)生的進化變異及帶來的威脅

H7N9流感病毒出現后，在動物界及人類中表現為持續(xù)的流行，并可能持續(xù)變異，變異使病毒更易感染哺乳動物[2～16,18]。

在病毒HA受體結合位點，H7N9在關鍵氨基酸位點出現了變異，如G186V(即186位氨基酸由甘氨酸G變?yōu)槔i氨酸V)、T160A及Q226L，使病毒更易與人呼吸道上皮細胞受體SA α-2，6-Gal 結合。既往對H5N1的研究發(fā)現，病毒HA蛋白中如果存在158D/224K/226L、110Y/160A/226L/228S和196R/226L/228S這3種突變組合中的一種，就使H5N1能在上呼吸道有效增殖并通過飛沫在流感病毒動物模型雪貂中傳播[39～41]。目前分離到的H7N9病毒尚未有上述3個組合中的任何一種，但已經出現關鍵位點T160A和Q226L的2個氨基酸的突變，如果病毒在進化中獲得3個組合中另外2個關鍵位點的突變，將獲得在哺乳動物之間飛沫傳播的能力，也可導致在人類中的大流行。實驗也證明在雪貂中能復制H7N9導致的上、下呼吸道感染，但病毒通過飛沫在雪貂中傳播的能力非常有限[42～45]。

H7N9的NA裂解位點僅有1個堿性氨基酸為低致病性禽流感病毒(對鳥類和禽類而言)。其NA蛋白69～73位氨基酸缺失，可能會增加病毒毒力；部分H7N9分離株出現神經氨酸酶活性位點R292K變異，導致病毒對流感病毒藥物神經氨酸酶抑制劑(如奧司他韋、扎納米韋、帕拉米韋) 耐藥[46～49]。

流感病毒的離子通道蛋白M2是離子通道抑制劑金剛烷胺類藥物作用靶點，M2蛋白的耐藥性突變位點主要在26、27、30、31和34位氨基酸，其中任何一個氨基酸位點發(fā)生突變，都可能導致對離子通道抑制劑藥物產生耐藥性，目前分離到的所有H7N9都有N31S突變[49]。

此外，H7N9的PB2存在E627K突變，使得病毒在人體內更有效地合成蛋白質[4～6,50]。離子通道蛋白M1存在N30D與T215A突變，非結構蛋白NS1有P42S突變，可能使H7N9禽流感病毒增加對人的致病性[46]。

6 人類對H7N9的風險及準備

全球對流感病毒的監(jiān)測網絡，覆蓋人類及動物界，包括了地區(qū)、國家層面與WHO全球流感監(jiān)測及反應體系。在WHO官網上實時更新全球H7N9確認病例情況及不定期的專家風險評估報告。在全球，H7N9相應的疫苗研制也在進行中，但風險因素仍然存在。

H7N9禽流感病毒對全人類是一種新的病毒，整個人群對H7N9普遍易感。中國學者對既往庫存的人類血清和抗體檢測，未發(fā)現人類既往大范圍感染H7N9的免疫學反應[51～53]。對活禽市場的工作人員行抗體檢測發(fā)現，部分人體內存在抗體反應，提在這些人群既往可能感染過H7N9[54]。由此推測，H7N9感染后可能表現為輕癥或亞臨床感染，在目前部分實驗室確認的感染病例中確實發(fā)現部分病例表現為輕癥[55]，而這些患者可能成為重要傳染源。

由于H7N9是一種低致病性禽流感，鳥類和禽類感染后大部分表現為“沉默性感染”，增加了病毒的傳播可能，在合法及非法的禽類交易市場和養(yǎng)殖場，H7N9病毒有大量的機會與其他流感病毒共存甚至共感染，從而增加獲得新的重組基因的可能性。

在H7N9檢測方法上，病毒的培養(yǎng)及核酸檢測一般僅限于實驗室及科研機構，臨床用于檢測流感病毒抗原的最常用的快速檢測法(膠體金法)可能無法有效檢測到H7N9，由此導致輕癥病例及第一批重癥病例可能被漏檢。除了加強對H7N9流行的監(jiān)測、盡量減少人群對病毒的暴露機會及加強個人手衛(wèi)生外，接種流感疫苗或許也是有效的預防措施。WHO 建議北半球2014至2015年流感季(11月至次年4月)和2014年南半球流感季(5月至10月)使用流感疫苗含有以下病毒株：A/California/7/2009(H1N1)類似株、A/Texas/50/2012 (H3N2)類似株、B/Massachusetts/2/2012類似株、B/Brisbane/60/2008類似株，三價疫苗含有2株A型和1株B型，四價疫苗含有2株A型和2株B型[55]。中國的流感疫苗組成遵循WHO建議。由于H7N9與上述疫苗病毒株之間的誘生抗體的交叉免疫保護還有待于研究，在H7N9流感疫苗上市并獲得大規(guī)模接種前，H7N9對人類的威脅仍可能非常之大。

7 結語

H7N9是一種新出現、能跨物種傳播、并在不斷進化中的病毒，對人類可能是一種新的挑戰(zhàn)。從近百年數次流感大災難中人類獲得的經驗和教訓，從SARS及埃博拉病毒流行中獲得借鑒，人類需保持高度警惕，希望H7N9不會引發(fā)大流行，但人類必須為應對以后必然的但又無法預測的大流行做好充分的準備。

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(本文編輯：張萍)

10.3969/j.issn.1673-5501.2015.01.014

上海市衛(wèi)生系統(tǒng)重點學科建設項目基金：08GWZX0102

復旦大學附屬兒科醫(yī)院 上海，201102

朱啟镕，E-mail：qrzhu@shmu.edu.cn

2014-11-07

2015-01-17)