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一株类禽型H1N1猪流感病毒的进化分析与分子特征

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2024年3月15日发(作者:乘文翰)

一株类禽型H1N1猪流感病毒的进化分析与分子特征

李鑫;葛菲菲;刘健;李壮壮;吴杰;杨德全;鞠厚斌;周锦萍

【摘 要】2017年12月,上海市一养殖场饲养的猪出现咳嗽、呼吸困难、发热及迅

速转归等病症.将猪鼻拭子接种鸡胚进行病毒分离,对血凝试验阳性样品在SPF鸡胚

上进一步纯化、增殖,分离到1株猪流感病毒(A/swine/Shanghai/1205/2017).采

用RT-PCR对分离毒株进行全基因组扩增测序,利用DNAstar软件,对测序基因片

段进行整个阅读框的核苷酸序列同源性比对分析,并用MEGA 6绘制遗传进化树并

分析氨基酸位点.结果显示:分离毒株为H1N1亚型,其8个基因片段均属于类禽型

H1N1进化分支,没有出现不同基因型流感病毒片段之间的重组;分离株HA蛋白的

裂解位点序列为PSIQSR↓G,具有典型低致病性流感病毒的分子特征.本毒株的分离

鉴定为分析我国大陆地区的猪流感流行状况和分子特征提供了参考.

【期刊名称】《中国动物检疫》

【年(卷),期】2019(036)006

【总页数】8页(P80-87)

【关键词】猪流感病毒;H1N1;类禽型;遗传进化树;分子特征

【作 者】李鑫;葛菲菲;刘健;李壮壮;吴杰;杨德全;鞠厚斌;周锦萍

【作者单位】上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103;上海市动物疫病预防控

制中心,上海 201103;上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103;扬州大学生物科

学与技术学院,江苏扬州 225009;扬州大学生物科学与技术学院,江苏扬州 225009;

上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103;上海市动物疫病预防控制中心,上海

201103;上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103

【正文语种】中 文

【中图分类】S852.65

A型流感病毒是一种重要的人兽共患病病原,是引发人类呼吸道疾病的主要病原之

一。历史上的流感大流行共发生了4次,每次都造成数十万人死亡。一些禽流感

病毒,特别是H5N1和H9N2以及近年来流行的一些H6和H7 等亚型,不仅对

人类健康具有严重威胁,同时还给养禽业带来巨大经济损失。猪流感病毒(swine

influenza virus,SIV)属正黏病毒科A型流感病毒属,为单股负链分节段RNA

病毒,其基因组由8个独立片段构成,分别编码结构蛋白(PB2、PB1、PA、HA、

NP、NA、M1、M2、NEP)和非结构蛋白(NS1、PB1-F2、PB1- N40)[1]。

SIV可引起猪群发生急性、高度接触性呼吸道传染病。由于猪呼吸道上皮细胞存在

SA-α-2,6-Gal和SA-α-2,3-Gal两种受体,因此猪既可感染人流感病毒,又可感

染禽流感病毒,是流感病毒基因重配的混合器及产生新亚型毒株的活载体[2]。目

前,猪群中主要存在经典型H1N1、类禽型H1N1,以及H1N2、H3N2亚型猪

流感病毒,其中类禽型H1N1流感病毒在我国及欧洲各国猪群中的流行呈上升趋

势,已成为主要流行毒株[3-4]。2007—2010年,国内一些研究小组分别对我国

多个省市的猪群进行了流感病毒监测,几乎同时从猪群中分离到了类禽型H1N1

流感病毒,并且发现该病毒的流行路线和区域呈现由南至北逐渐扩大趋势[5-6]。

随着类禽型H1N1流感病毒在猪群中的广泛存在,人间也发生了多起感染病例。

瑞士、荷兰等地曾报道人类感染该类型病毒的病例[7]。2016年10月,福建省发

现一例类禽型H1N1流感病毒感染成人并引起重症肺炎的病例[8]。2017年12月,

上海市一猪场5月龄肉猪出现咳嗽、呼吸困难、发热及迅速转归等病症。本研究

从病例中分离到1株H1N1亚型流感病毒,并进行了分离毒株全基因组的序列测

定与分析,揭示了分离毒株的遗传演化关系及分子特征,为流感病毒的流行病学和

防控研究提供了依据。

1 材料与方法

1.1 试剂、引物和鸡胚

A型禽流感病毒通用荧光RT-PCR检测试剂盒:购自深圳匹基生物工程有限公司;

SPF鸡胚:购自北京梅里亚维通实验动物技术有限公司;灭菌生理盐水、双抗和1%

红细胞悬液:按常规制备;AMV反转录酶等试剂:购自宝生物(大连)工程公司;

引物:由上海桑尼生物科技有限公司合成。

1.2 样品采集

2017年12月12日,从上海市一发病猪场采集猪鼻拭子样品共20份,贮存于含

有青霉素和链霉素(各2 000 U·mL-1)的磷酸盐缓冲液中,-70 ℃保存、待检。

1.3 病毒初步分离与鉴定

将阳性样品按照国家标准[9]提供的方法处理后,接种于10日龄的SPF鸡胚,72

h收获尿囊液,测定其血凝活性;对第1代没有血凝性的样品继续接种SPF鸡胚,

盲传2代后仍无血凝性的弃之。利用RT-PCR鉴定方法,对分离毒株进行亚型鉴

定[10]。

1.4 病毒全基因序列测定与分析

SIV反转录通用引物Uni-12(5'-AGCAAAAGCAGG-3')、亚型鉴定引物及各基

因片段扩增、测序引物,均由农业农村部动物流感重点开放实验室设计,由上海桑

尼生物科技有限公司合成,具体序列参照文献[10-12]。RT-PCR采用RNA提取试

剂盒提取病毒RNA,按M-MLV反转录酶说明书反转录合成cDNA,对病毒的8

个基因片段分别进行特异性扩增。反应程序如下:95 ℃预变性4 min;94 ℃变性

30 s,54 ℃ 退火30 s,72 ℃延伸2 min,进行35个循环;最后72 ℃延伸7

min。PCR产物送上海桑尼生物科技有限公司测序。利用DNAstar软件中的Meg

Align程序进行同源性比对,经NCBI检索同源性序列,采用MEGA 6 进行进化

分析并绘制进化树,算法采用Neighbour-joining法,Bootstrap值选择1 000

个重复,并通过NetNGlyc 1.0 Server糖基化位点预测器

(/services/NetNGlyc-1.0/),对氨基酸序

列潜在糖基化位点进行预测分析。

2 结果与分析

2.1 病毒初步分离鉴定

该猪场的鼻拭子样品均为流感病毒核酸阳性,将其中4份阳性样品接种于10日龄

SPF鸡胚,72 h收获尿囊液,测定其血凝效价均为7。经RTPCR方法鉴定,4份

阳性样品均为H1N1亚型流感病毒,选取其中1株进行全基因测序,并将其命名

为A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)。

2.2 病毒核苷酸序列同源性分析

分离株8个基因片段的基因序列号为 MG 983997~984004。利用GenBank中

的BLAST工具,查找与8个基因片段开放阅读框核苷酸序列同源性最高的毒株,

结果发现该分离株的8个基因片段与分离自我国的A/swine/Jiangsu/49/2012

(H1N1)和A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)毒株核苷酸同源性最高,达

97%~99%(表1)。

2.3 病毒核苷酸遗传演化分析

为进一步阐明分离株各基因片段的遗传演化关系,将分离株8个基因片段的核苷

酸序列分别与来自GenBank的经典型猪H1N1、类人型猪H1N1、类禽型猪

H1N1和2009 H1N1分支代表毒株进行比对并绘制进化树。结果显示,本研究分

离毒株A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)的8个基因片段均属于类禽型

猪H1N1进化分支,没有出现不同基因型流感病毒片段之间的重组(图1)。

2.4 病毒分子特征分析

2.4.1 HA抗原位点和受体结合位点分析 参考Manabu等[13]确定的H1N1流感

病毒HA蛋白Sa、Sb、Ca1、Ca2、Cb 5个抗原位点区域44个抗原位点进行比

较。结果显示:分离株A/swine/Shanghai/1205/2017与已知的类禽型H1N1

毒株A/Jiangsu/ALS1/2011、A/swine/Hong Kong/1780/2008抗原位点完全

一致,抗原性未发生改变,而与其他分支参考毒株相比,均有多个氨基酸差异(表

2)。已知HA蛋白的受体结合位点(RBSs)区域由3个部分组成:130 位环

(130~140)、190 位螺旋(190~199)和 220位环(220~230)[14]。与各

分支参考毒株比较发现,A/Jiangsu/ALS1/2011和A/swine/Hong

Kong/1780/2008均与分离株的上述位点一致,其他参考株各区域与分离株均有

不同程度的差异(表3)。

表1 GenBank 中与A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)各基因片段开放阅

读框核苷酸序列同源性最高的毒株基因片段 同源性最高毒株 相似度/% GenBank

序列号PB2 PB1 PA HA NP NA M NS A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)

A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)

A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)

A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)

A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)99 99 99 98 98 97 99 98 KP404345.1

KP404346.1 KP404347.1 KP404348.1 KP404349.1 KM594558.1 KM594565.1

KM594564.1

图1 分离株8个基因片段的基因进化树

表2 猪H1N1流感分离毒株HA抗原位点分析结果注:*.H1N1猪流感分离株;a.

类人型H1N1 猪流感病毒;b.经典型H1N1 猪流感病毒;c.2009 H1N1 流感株;

d.类禽型H1N1 猪流感病毒;e.人源H1N1 流感病毒抗原结合位点(H3)

A/swine/Shanghai/1205/2017*A/swine/Tianjin/01/2004a

A/swine/Guangdong/109/2006b A/California/04/2009c

A/swine/HongKong/1780/2008d A/Jiangsu/ALS1/2011e Sa 127 128 158

160 162 163 165 166 167 P N G S P K S K S..N..N.....E .................................Sb

156 159 192 193 196 198 K N Q T Q N E G R A Ca1 169

173 207 240 T G S G V E..I E..I ...........Ca2 140 143 145 224 225 S G N R E..S.G

P...G P.Cb 78 79 81 82 83 122 S W Y I A.....V.....V.............

表3 分离毒株的受体结合位点分析结果注:*.H1N1猪流感分离株;a.类人型

H1N1 猪流感病毒;b.经典型H1N1 猪流感病毒;c.2009 H1N1 流感株;d.类禽

型H1N1 猪流感病毒;e.人源H1N1 流感病毒毒株受体结合位点130-loop 190-

helix 220-loop 133 135 136 137 138 190 193 198 225 226 227 228

A/swine/Shanghai/1205/2017*A/swine/Tianjin/01/2004a

A/swine/Guangdong/ 109/2006b A/California/04/2009c

A/swine/HongKong/1780/2008d A/Jiangsu/ALS1/2011e R K.K..T V V V..T

S.....V A A A..A S ....D T A S S..N E A A..E G G D..Q .....A E T E..G .....

2.4.2 糖基化位点分析A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)毒株 HA 基因编

码566 个氨基酸,有7个潜在糖基化位点27NNST、28NSTD、40NVTV、

212NHTY、291NCTT、498NGTY 和557NGSL,其中5个位于HA1 上,2个位

于HA2 上。27NNST、28NSTD、40NVTV、498NGT和557NGDL 5个潜在糖

基化位点在所有分支中都比较保守。分离株NA基因编码469个氨基酸,有5个

潜在糖基化位点44NQSK、58NNTW、63NQTY、146NGTI和 235NGSC。 与

其他参考毒株相比,分离株在68和88位氨基酸残基处的糖基化位点缺失。

2.4.3 致病力和抗药位点分析 分离株A/swine/Shanghai/1205/2017 HA蛋白裂

解位点氨基酸序列为 PSIQSR↓G,PB2 蛋白未发生 T271A 和 E627K突变,且

701位氨基酸为N,表明该毒株可在哺乳动物体内复制,但致病力较低。抗药位

点分析发现,分离株M2蛋白31位氨基酸突变为N,NA蛋白则未出现H275Y、

N295S氨基酸位点的变异(表4)。

3 讨论

2017年12月,本实验室从采集的猪鼻拭子样品中分离到1株类禽型H1N1流感

病毒。氨基酸分析显示,该分离株碱性裂解位点仅含有1个碱性氨基酸,属于低

致病性流感病毒。已知流感病毒氨基酸抗原位点的突变、受体结合位点的变异和潜

在糖基化位点的变化都有可能改变流感病毒的抗原特性、宿主适应性和致病力。从

关键位点分析可以看出,A/swine/Shanghai/1205/2017与类禽型

A/Jiangsu/ALS1/2011和A/swine/Hong Kong/1780/2008 抗原位点和受体结

合位点均一致,没有出现变异。而A/Jiangsu/ALS1/2011是从我国江苏省人群中

分离到的H1N1流感病毒,分离株与其亲源关系也较近,表明本试验分离株有可

能会感染人。分离株HA 蛋白上190位氨基酸为D,225位氨基酸为E。有研究

表明,这些突变在流感病毒由 SA-α-2,3-Gal 亲和性转变为 SA-α-2,6-Gal亲和性

中起关键作用,尤其E190D 突变,是禽流感病毒适应哺乳动物宿主(猪和人)的

一个最基本要求[15-16]。潜在糖基化位点数量的变化可能会影响蛋白质折叠和运

输等特性和功能[17],分离株NA蛋白在68和88位氨基酸处潜在糖基化位点的

缺失、糖基化位点的减少,可能会降低流感病毒结合受体的能力和病毒致病力,但

具体影响还需进一步研究。M2蛋白跨膜区域是金刚烷胺类药物的作用靶点,

L26F、V27A、A30T、S31N、G34E位的氨基酸有1个或以上的变异就会导致耐

药毒株的出现[18]。M2蛋白关键位点分析发现,分离株对金刚烷胺类药物已经产

生一定的耐药性。此外,PB2蛋白271位、627位和701位氨基酸也是A型流感

病毒宿主范围以及病毒致病力的重要决定位点。A/swine/Shanghai/1205/2017

在271位和627位氨基酸分别为T和E,而701位氨基酸由D突变为N,这有助

于流感病毒在哺乳动物宿主内进行复制和传播[19],但是关于此突变对H1N1猪

流感病毒的影响并不清楚。最近,Liu等[20]研究发现H1N1猪流感病毒PB2蛋

白发生D701N突变后,在小鼠中的病毒聚合酶活性、复制和致病力会增强,因此

应该对猪群中的D701N突变给予足够的重视。

表4 分离毒株的致病力位点及抗药位点分析结果注:*.H1N1猪流感分离株;a.类

人型H1N1 猪流感病毒;b.经典型H1N1 猪流感病毒;c.2009 H1N1 流感株;d.

类禽型H1N1 猪流感病毒;e.人源H1N1 流感病毒毒株传播和致病力位点 抗药位

点PB2 M2 NA 271 627 701 26F 27A 30T 31N 34E 275Y 295S

A/swine/Shanghai/1205/2017*A/swine/Tianjin/01/2004a

A/swine/Guangdong/ 109/2006b A/California/04/2009c

A/swine/HongKong/1780/2008d A/Jiangsu/ALS1/2011e

T .....E .....N .....L .....V .I ...A .....N .S S ..G .....H .....N .....

猪流感于1930年初次分离到病毒[21],1991年我国大陆地区首次分离到经典型

H1N1猪流感病毒,2001年从我国香港地区猪群中分离到类禽型H1N1流感病毒,

之后它们共同在猪群中传播流行,2006年后类禽型H1N1猪流感病毒逐渐成为主

要流行毒株[22-24]。我国是世界上养猪数量最多的国家。由于猪群对禽流感和人

流感病毒均易感,在猪体内流感病毒可能会重排,从而产生对人类具有高致病性的

新型流感病毒,并且已经证实类禽型H1N1猪流感病毒可以传播给人并引起严重

疾病[7-8],因此监测猪群流感发病状况,分析猪流感病毒分子遗传演化特征,确

切掌握猪流感的变化趋势有重要意义,可为人类流感的暴发和流行提供预测和预警。

参考文献:

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2024年3月15日发(作者:乘文翰)

一株类禽型H1N1猪流感病毒的进化分析与分子特征

李鑫;葛菲菲;刘健;李壮壮;吴杰;杨德全;鞠厚斌;周锦萍

【摘 要】2017年12月,上海市一养殖场饲养的猪出现咳嗽、呼吸困难、发热及迅

速转归等病症.将猪鼻拭子接种鸡胚进行病毒分离,对血凝试验阳性样品在SPF鸡胚

上进一步纯化、增殖,分离到1株猪流感病毒(A/swine/Shanghai/1205/2017).采

用RT-PCR对分离毒株进行全基因组扩增测序,利用DNAstar软件,对测序基因片

段进行整个阅读框的核苷酸序列同源性比对分析,并用MEGA 6绘制遗传进化树并

分析氨基酸位点.结果显示:分离毒株为H1N1亚型,其8个基因片段均属于类禽型

H1N1进化分支,没有出现不同基因型流感病毒片段之间的重组;分离株HA蛋白的

裂解位点序列为PSIQSR↓G,具有典型低致病性流感病毒的分子特征.本毒株的分离

鉴定为分析我国大陆地区的猪流感流行状况和分子特征提供了参考.

【期刊名称】《中国动物检疫》

【年(卷),期】2019(036)006

【总页数】8页(P80-87)

【关键词】猪流感病毒;H1N1;类禽型;遗传进化树;分子特征

【作 者】李鑫;葛菲菲;刘健;李壮壮;吴杰;杨德全;鞠厚斌;周锦萍

【作者单位】上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103;上海市动物疫病预防控

制中心,上海 201103;上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103;扬州大学生物科

学与技术学院,江苏扬州 225009;扬州大学生物科学与技术学院,江苏扬州 225009;

上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103;上海市动物疫病预防控制中心,上海

201103;上海市动物疫病预防控制中心,上海 201103

【正文语种】中 文

【中图分类】S852.65

A型流感病毒是一种重要的人兽共患病病原,是引发人类呼吸道疾病的主要病原之

一。历史上的流感大流行共发生了4次,每次都造成数十万人死亡。一些禽流感

病毒,特别是H5N1和H9N2以及近年来流行的一些H6和H7 等亚型,不仅对

人类健康具有严重威胁,同时还给养禽业带来巨大经济损失。猪流感病毒(swine

influenza virus,SIV)属正黏病毒科A型流感病毒属,为单股负链分节段RNA

病毒,其基因组由8个独立片段构成,分别编码结构蛋白(PB2、PB1、PA、HA、

NP、NA、M1、M2、NEP)和非结构蛋白(NS1、PB1-F2、PB1- N40)[1]。

SIV可引起猪群发生急性、高度接触性呼吸道传染病。由于猪呼吸道上皮细胞存在

SA-α-2,6-Gal和SA-α-2,3-Gal两种受体,因此猪既可感染人流感病毒,又可感

染禽流感病毒,是流感病毒基因重配的混合器及产生新亚型毒株的活载体[2]。目

前,猪群中主要存在经典型H1N1、类禽型H1N1,以及H1N2、H3N2亚型猪

流感病毒,其中类禽型H1N1流感病毒在我国及欧洲各国猪群中的流行呈上升趋

势,已成为主要流行毒株[3-4]。2007—2010年,国内一些研究小组分别对我国

多个省市的猪群进行了流感病毒监测,几乎同时从猪群中分离到了类禽型H1N1

流感病毒,并且发现该病毒的流行路线和区域呈现由南至北逐渐扩大趋势[5-6]。

随着类禽型H1N1流感病毒在猪群中的广泛存在,人间也发生了多起感染病例。

瑞士、荷兰等地曾报道人类感染该类型病毒的病例[7]。2016年10月,福建省发

现一例类禽型H1N1流感病毒感染成人并引起重症肺炎的病例[8]。2017年12月,

上海市一猪场5月龄肉猪出现咳嗽、呼吸困难、发热及迅速转归等病症。本研究

从病例中分离到1株H1N1亚型流感病毒,并进行了分离毒株全基因组的序列测

定与分析,揭示了分离毒株的遗传演化关系及分子特征,为流感病毒的流行病学和

防控研究提供了依据。

1 材料与方法

1.1 试剂、引物和鸡胚

A型禽流感病毒通用荧光RT-PCR检测试剂盒:购自深圳匹基生物工程有限公司;

SPF鸡胚:购自北京梅里亚维通实验动物技术有限公司;灭菌生理盐水、双抗和1%

红细胞悬液:按常规制备;AMV反转录酶等试剂:购自宝生物(大连)工程公司;

引物:由上海桑尼生物科技有限公司合成。

1.2 样品采集

2017年12月12日,从上海市一发病猪场采集猪鼻拭子样品共20份,贮存于含

有青霉素和链霉素(各2 000 U·mL-1)的磷酸盐缓冲液中,-70 ℃保存、待检。

1.3 病毒初步分离与鉴定

将阳性样品按照国家标准[9]提供的方法处理后,接种于10日龄的SPF鸡胚,72

h收获尿囊液,测定其血凝活性;对第1代没有血凝性的样品继续接种SPF鸡胚,

盲传2代后仍无血凝性的弃之。利用RT-PCR鉴定方法,对分离毒株进行亚型鉴

定[10]。

1.4 病毒全基因序列测定与分析

SIV反转录通用引物Uni-12(5'-AGCAAAAGCAGG-3')、亚型鉴定引物及各基

因片段扩增、测序引物,均由农业农村部动物流感重点开放实验室设计,由上海桑

尼生物科技有限公司合成,具体序列参照文献[10-12]。RT-PCR采用RNA提取试

剂盒提取病毒RNA,按M-MLV反转录酶说明书反转录合成cDNA,对病毒的8

个基因片段分别进行特异性扩增。反应程序如下:95 ℃预变性4 min;94 ℃变性

30 s,54 ℃ 退火30 s,72 ℃延伸2 min,进行35个循环;最后72 ℃延伸7

min。PCR产物送上海桑尼生物科技有限公司测序。利用DNAstar软件中的Meg

Align程序进行同源性比对,经NCBI检索同源性序列,采用MEGA 6 进行进化

分析并绘制进化树,算法采用Neighbour-joining法,Bootstrap值选择1 000

个重复,并通过NetNGlyc 1.0 Server糖基化位点预测器

(/services/NetNGlyc-1.0/),对氨基酸序

列潜在糖基化位点进行预测分析。

2 结果与分析

2.1 病毒初步分离鉴定

该猪场的鼻拭子样品均为流感病毒核酸阳性,将其中4份阳性样品接种于10日龄

SPF鸡胚,72 h收获尿囊液,测定其血凝效价均为7。经RTPCR方法鉴定,4份

阳性样品均为H1N1亚型流感病毒,选取其中1株进行全基因测序,并将其命名

为A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)。

2.2 病毒核苷酸序列同源性分析

分离株8个基因片段的基因序列号为 MG 983997~984004。利用GenBank中

的BLAST工具,查找与8个基因片段开放阅读框核苷酸序列同源性最高的毒株,

结果发现该分离株的8个基因片段与分离自我国的A/swine/Jiangsu/49/2012

(H1N1)和A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)毒株核苷酸同源性最高,达

97%~99%(表1)。

2.3 病毒核苷酸遗传演化分析

为进一步阐明分离株各基因片段的遗传演化关系,将分离株8个基因片段的核苷

酸序列分别与来自GenBank的经典型猪H1N1、类人型猪H1N1、类禽型猪

H1N1和2009 H1N1分支代表毒株进行比对并绘制进化树。结果显示,本研究分

离毒株A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)的8个基因片段均属于类禽型

猪H1N1进化分支,没有出现不同基因型流感病毒片段之间的重组(图1)。

2.4 病毒分子特征分析

2.4.1 HA抗原位点和受体结合位点分析 参考Manabu等[13]确定的H1N1流感

病毒HA蛋白Sa、Sb、Ca1、Ca2、Cb 5个抗原位点区域44个抗原位点进行比

较。结果显示:分离株A/swine/Shanghai/1205/2017与已知的类禽型H1N1

毒株A/Jiangsu/ALS1/2011、A/swine/Hong Kong/1780/2008抗原位点完全

一致,抗原性未发生改变,而与其他分支参考毒株相比,均有多个氨基酸差异(表

2)。已知HA蛋白的受体结合位点(RBSs)区域由3个部分组成:130 位环

(130~140)、190 位螺旋(190~199)和 220位环(220~230)[14]。与各

分支参考毒株比较发现,A/Jiangsu/ALS1/2011和A/swine/Hong

Kong/1780/2008均与分离株的上述位点一致,其他参考株各区域与分离株均有

不同程度的差异(表3)。

表1 GenBank 中与A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)各基因片段开放阅

读框核苷酸序列同源性最高的毒株基因片段 同源性最高毒株 相似度/% GenBank

序列号PB2 PB1 PA HA NP NA M NS A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)

A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)

A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)A/swine/Jiangsu/49/2012(H1N1)

A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)

A/swine/Shanghai/3/2014(H1N1)99 99 99 98 98 97 99 98 KP404345.1

KP404346.1 KP404347.1 KP404348.1 KP404349.1 KM594558.1 KM594565.1

KM594564.1

图1 分离株8个基因片段的基因进化树

表2 猪H1N1流感分离毒株HA抗原位点分析结果注:*.H1N1猪流感分离株;a.

类人型H1N1 猪流感病毒;b.经典型H1N1 猪流感病毒;c.2009 H1N1 流感株;

d.类禽型H1N1 猪流感病毒;e.人源H1N1 流感病毒抗原结合位点(H3)

A/swine/Shanghai/1205/2017*A/swine/Tianjin/01/2004a

A/swine/Guangdong/109/2006b A/California/04/2009c

A/swine/HongKong/1780/2008d A/Jiangsu/ALS1/2011e Sa 127 128 158

160 162 163 165 166 167 P N G S P K S K S..N..N.....E .................................Sb

156 159 192 193 196 198 K N Q T Q N E G R A Ca1 169

173 207 240 T G S G V E..I E..I ...........Ca2 140 143 145 224 225 S G N R E..S.G

P...G P.Cb 78 79 81 82 83 122 S W Y I A.....V.....V.............

表3 分离毒株的受体结合位点分析结果注:*.H1N1猪流感分离株;a.类人型

H1N1 猪流感病毒;b.经典型H1N1 猪流感病毒;c.2009 H1N1 流感株;d.类禽

型H1N1 猪流感病毒;e.人源H1N1 流感病毒毒株受体结合位点130-loop 190-

helix 220-loop 133 135 136 137 138 190 193 198 225 226 227 228

A/swine/Shanghai/1205/2017*A/swine/Tianjin/01/2004a

A/swine/Guangdong/ 109/2006b A/California/04/2009c

A/swine/HongKong/1780/2008d A/Jiangsu/ALS1/2011e R K.K..T V V V..T

S.....V A A A..A S ....D T A S S..N E A A..E G G D..Q .....A E T E..G .....

2.4.2 糖基化位点分析A/swine/Shanghai/1205/2017(H1N1)毒株 HA 基因编

码566 个氨基酸,有7个潜在糖基化位点27NNST、28NSTD、40NVTV、

212NHTY、291NCTT、498NGTY 和557NGSL,其中5个位于HA1 上,2个位

于HA2 上。27NNST、28NSTD、40NVTV、498NGT和557NGDL 5个潜在糖

基化位点在所有分支中都比较保守。分离株NA基因编码469个氨基酸,有5个

潜在糖基化位点44NQSK、58NNTW、63NQTY、146NGTI和 235NGSC。 与

其他参考毒株相比,分离株在68和88位氨基酸残基处的糖基化位点缺失。

2.4.3 致病力和抗药位点分析 分离株A/swine/Shanghai/1205/2017 HA蛋白裂

解位点氨基酸序列为 PSIQSR↓G,PB2 蛋白未发生 T271A 和 E627K突变,且

701位氨基酸为N,表明该毒株可在哺乳动物体内复制,但致病力较低。抗药位

点分析发现,分离株M2蛋白31位氨基酸突变为N,NA蛋白则未出现H275Y、

N295S氨基酸位点的变异(表4)。

3 讨论

2017年12月,本实验室从采集的猪鼻拭子样品中分离到1株类禽型H1N1流感

病毒。氨基酸分析显示,该分离株碱性裂解位点仅含有1个碱性氨基酸,属于低

致病性流感病毒。已知流感病毒氨基酸抗原位点的突变、受体结合位点的变异和潜

在糖基化位点的变化都有可能改变流感病毒的抗原特性、宿主适应性和致病力。从

关键位点分析可以看出,A/swine/Shanghai/1205/2017与类禽型

A/Jiangsu/ALS1/2011和A/swine/Hong Kong/1780/2008 抗原位点和受体结

合位点均一致,没有出现变异。而A/Jiangsu/ALS1/2011是从我国江苏省人群中

分离到的H1N1流感病毒,分离株与其亲源关系也较近,表明本试验分离株有可

能会感染人。分离株HA 蛋白上190位氨基酸为D,225位氨基酸为E。有研究

表明,这些突变在流感病毒由 SA-α-2,3-Gal 亲和性转变为 SA-α-2,6-Gal亲和性

中起关键作用,尤其E190D 突变,是禽流感病毒适应哺乳动物宿主(猪和人)的

一个最基本要求[15-16]。潜在糖基化位点数量的变化可能会影响蛋白质折叠和运

输等特性和功能[17],分离株NA蛋白在68和88位氨基酸处潜在糖基化位点的

缺失、糖基化位点的减少,可能会降低流感病毒结合受体的能力和病毒致病力,但

具体影响还需进一步研究。M2蛋白跨膜区域是金刚烷胺类药物的作用靶点,

L26F、V27A、A30T、S31N、G34E位的氨基酸有1个或以上的变异就会导致耐

药毒株的出现[18]。M2蛋白关键位点分析发现,分离株对金刚烷胺类药物已经产

生一定的耐药性。此外,PB2蛋白271位、627位和701位氨基酸也是A型流感

病毒宿主范围以及病毒致病力的重要决定位点。A/swine/Shanghai/1205/2017

在271位和627位氨基酸分别为T和E,而701位氨基酸由D突变为N,这有助

于流感病毒在哺乳动物宿主内进行复制和传播[19],但是关于此突变对H1N1猪

流感病毒的影响并不清楚。最近,Liu等[20]研究发现H1N1猪流感病毒PB2蛋

白发生D701N突变后,在小鼠中的病毒聚合酶活性、复制和致病力会增强,因此

应该对猪群中的D701N突变给予足够的重视。

表4 分离毒株的致病力位点及抗药位点分析结果注:*.H1N1猪流感分离株;a.类

人型H1N1 猪流感病毒;b.经典型H1N1 猪流感病毒;c.2009 H1N1 流感株;d.

类禽型H1N1 猪流感病毒;e.人源H1N1 流感病毒毒株传播和致病力位点 抗药位

点PB2 M2 NA 271 627 701 26F 27A 30T 31N 34E 275Y 295S

A/swine/Shanghai/1205/2017*A/swine/Tianjin/01/2004a

A/swine/Guangdong/ 109/2006b A/California/04/2009c

A/swine/HongKong/1780/2008d A/Jiangsu/ALS1/2011e

T .....E .....N .....L .....V .I ...A .....N .S S ..G .....H .....N .....

猪流感于1930年初次分离到病毒[21],1991年我国大陆地区首次分离到经典型

H1N1猪流感病毒,2001年从我国香港地区猪群中分离到类禽型H1N1流感病毒,

之后它们共同在猪群中传播流行,2006年后类禽型H1N1猪流感病毒逐渐成为主

要流行毒株[22-24]。我国是世界上养猪数量最多的国家。由于猪群对禽流感和人

流感病毒均易感,在猪体内流感病毒可能会重排,从而产生对人类具有高致病性的

新型流感病毒,并且已经证实类禽型H1N1猪流感病毒可以传播给人并引起严重

疾病[7-8],因此监测猪群流感发病状况,分析猪流感病毒分子遗传演化特征,确

切掌握猪流感的变化趋势有重要意义,可为人类流感的暴发和流行提供预测和预警。

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