古典H1N1亚型猪流感病毒PB2 K627E突变对病毒复制能力的影响

旨在探索古典H1N1亚型猪流感病毒A/Swine/Guangdong/1/2011(H1N1)PB2K627E突变对病毒复制能力的影响。利用反向遗传操作技术和点突变技术成功获得古典H1N1亚型猪流感病毒的拯救株(627K)和突变株(627E)后,分别在MDCK细胞和小鼠体内对拯救株和突变株的复制能力进行比较。体外MDCK细胞试验结果显示,突变株与拯救株相比,细胞病变(CPE)减小、空斑形态减小、生长曲线差异极其显著,表明突变株在MDCK细胞上的复制能力减弱。小鼠攻毒试验结果表明,突变株对小鼠体重变化的影响不明显,在小鼠肺中的病毒滴度明显下降,引起病理损伤较轻。体外MDCK细胞及小鼠攻毒试验结果均表明,突变株与拯救株相比复制能力降低。该结果不仅证实了猪流感病毒PB2 627位氨基酸是一种重要的毒力分子标记,同时还为进一步阐明其致病机制提供了条件。     

H9N2禽流感病毒PB2蛋白627位点突变对小鼠肺脏RIP3、Slit2和Robo4表达和分布的影响

PB2蛋白627位点被证实是决定甲型流感病毒宿主范围和致病性的关键因子，为深入探究H9N2禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)及其PB2蛋白627位点突变株对BALB/C小鼠肺脏RIP3、Slit2和Robo4基因表达和组织分布的影响，该研究使用H9N2 AIV(V_K627E)和该毒株PB2蛋白627位点突变株(rV_K627E)感染BALB/C小鼠，分别在攻毒后第1、3、5、6 d采集肺组织，通过qRT-PCR和免疫组织化学技术对RIP3、Slit2和Robo4基因在小鼠肺组织中的特异性表达和分布进行研究。结果显示，攻毒组小鼠肺脏RIP3的表达量与对照组相比显著上升，同时V_K627E组RIP3的表达量显著高于rV_K627E组；Slit2和Robo4的表达量在攻毒后第1 d明显低于对照组，之后r VK627E组的表达量与对照组和V_K627E组相比显著上升。免疫组织化学检测结果显示，RIP3蛋白主要分布在小鼠肺泡壁上皮细胞以及肺动脉血管内皮细胞，呈弱阳性...     

PA-X基因的长度变化对H3N2犬流感病毒复制能力和致病性的影响

H3N2犬流感病毒(canine influenza virus, CIV)已在中国多地的犬群中流行,是禽流感跨宿主感染并形成新分支的近期案例。研究表明,PA-X基因与甲型流感病毒适应新宿主的能力相关,且其长度能够影响甲型流感病毒的复制及致病能力。为了解PA-X基因的长度变化对H3N2 CIV复制能力及致病力的影响,本研究利用H3N2 CIV的8质粒操作系统,拯救了三株重组H3N2 CIV毒株：PA-X基因表达大小为232个氨基酸多肽的亲本病毒CIV＿PA-X＿232;对PA编码区第191、192位氨基酸的密码子进行改造,PA-X基因不表达蛋白的重组病毒CIV＿PA-X＿Knock;对PA+1编码区第232位氨基酸进行突变,PA-X基因表达大小为252个氨基酸多肽的重组病毒CIV＿PA-X＿252。通过比较3株重组病毒的聚合酶活性,在MDCK细胞中的复制效率及对小鼠致病性的差异,来评价表达不同长度的PA-X基因对H3N2 CIV的影响。结果显示,CIV＿PA-X＿252和CIV＿PA-X＿Knock的聚合酶活性显著(P<0.05)高于CIV＿PA-X＿232,且CIV＿PA-X＿...     

H7N9流感病毒人源分离株与禽源分离株复制特性研究

为了解H7N9流感病毒的生物学特性,本研究对H7N9流感病毒人源分离株(AH1)和禽源分离株(CK53)复制特性进行了系统比较研究。序列分析显示,AH1和CK53病毒在进化关系上同源性较高,仅有8个氨基酸位点差异。两株病毒分别接种禽类细胞DF1和CEF,人类细胞A549和Calu-3,检测其复制能力,结果显示在33℃和37℃两种温度条件下,两种病毒在禽类细胞中复制能力相似,但在人类细胞中AH1复制能力强于CK53。CK53在哺乳动物细胞连续培养5代后出现包含PB2/E~(627)K在内共5个氨基酸位点的突变,显示禽源分离株在哺乳动物细胞复制过程中可以迅速获得适应性突变。突变病毒CK53-P5在A549细胞中复制水平明显强于CK53,其复制能力与AH1差异不明显。本研究进一步揭示了H7N9流感病毒人源分离株与禽源分离株的生物学特性差异,为深入了解其致病分子机制提供了实验依据。     

3株H3N2亚型禽流感病毒的基因组特征与演化分析

旨在了解浙江地区家禽H3N2亚型禽流感病毒（AIV）的流行变异情况,采用RT-PCR技术对2021年浙江923份样品进行检测,对AIV分离株进行分子特征及遗传演化分析。结果表明,AIV样品阳性率为7.69%（71/923）;共分离到2株鸡源和1株鸭源H3N2亚型AIVs,其HA和NA基因相似性分别为93.4%～100%和94.0%～99.9%,分离株内部基因片段来源复杂,与H1N2、H1N4、H10N7等亚型亲缘关系密切;遗传进化分析显示,H3N2亚型AIV主要流行于华东地区,鸭是其主要宿主,3株H3N2亚型分离株 HA和NA基因均属于禽源进化分支;分离株HA蛋白裂解位点均为PEKQTR↓GLF,符合低致病性禽流感病毒特征,HA蛋白与受体结合相关位点为226Q和228G,PB2蛋白与哺乳动物适应性相关的氨基酸位点为627E,均不同于人流感病毒对应蛋白的相关位点（226L、228S和627K）,推测其跨种传播至人的潜力较低;分离株PB1蛋白的66位氨基酸突变为S,提示其对哺乳动物的致病性可能增强。综上所述,本研究分离的H3N2亚型AIV符合低致病性禽流感病毒特征,基因片段来源复杂,跨种传播至人的潜力较低,但是否影响对宿主的致病性仍需进一步探究。     

一株H5N3亚型禽流感病毒全基因组序列分析及其对小鼠的感染性研究

为了解H5N3亚型流感病毒的生物学特性,本研究对2017年浙江省分离到的一株H5N3亚型禽流感病毒(AIV)[DK/ZJ/S1368/2017(H5N3)]进行了遗传演化分析及小鼠感染性实验。遗传演化分析结果显示,该株病毒的HA蛋白裂解位点处仅含一个碱性氨基酸,属于低致病性AIV。同时,该病毒的血凝素(HA)基因与H5N7亚型流感病毒亲缘关系较近;聚合酶碱性蛋白2(PB2)基因和核蛋白(NP)基因与H10N7亚型流感病毒亲缘关系较近;碱性聚合酶蛋白1(PB1)基因与H1N1亚型流感病毒亲缘关系较近;酸性聚合酶蛋白(PA)基因与H6N2亚型流感病毒亲缘关系较近;神经氨酸酶(NA)基因与H10N3亚型流感病毒亲缘关系较近;基质蛋白(M)基因与H3N8亚型流感病毒亲缘关系较近;非结构蛋白(NS)基因与H1N1亚型流感病毒亲缘关系较近。表明其基因来源复杂。小鼠感染实验结果显示,该分离株无需提前适应即可以在小鼠肺脏和鼻甲中复制,小鼠感染病毒后无明显临床症状,与对照组相比其体质量变化不明显,表明该病毒对小鼠呈低致病性。本研究通过对该H5N3亚型AIV的生物学特性的分析,发现该病毒基因来源复杂,无需提前适应就可以在小鼠体内复制,具有感染哺乳动物的潜在威胁,提示应当持续加强对H5N3亚型AIV的监测和相关生物学特性的研究工作。     

流感病毒PR8F的拯救及其对BALB/c小鼠的致病力

为了研究H1N1流感病毒对BALB/c小鼠的致病相关分子机制、传播机制以及开发新型疫苗,将本实验室保存的A/PR/8/34株的8个质粒参照Paulina构建的流感病毒8质粒突变系统做定点突变,利用反向遗传操作技术,成功拯救出H1N1流感病毒突变株PR8F。将PR8F株以106 TCID50/100μL的剂量滴鼻感染BALB/c小鼠,观察小鼠临床表现及体质量变化。解剖攻毒后不同时间小鼠并观察体内主要脏器的病理特征,提取各脏器RNA,通过实时荧光定量PCR方法,检测PR8F株在小鼠体内不同脏器中的病毒残留量和在BALB/c小鼠肺脏中的扩增效率。结果表明,H1N1流感病毒突变株PR8F感染小鼠4~7d后全部致死;PR8F株在小鼠体内各脏器中的病毒残留量有很大差异,肺脏中最多,且病毒在肺脏内呈指数形式扩增。本试验建立了H1N1流感病毒PR8F株对BALB/c小鼠的感染模型,为H1N1流感病毒致病机制和传播机制的研究奠定基础。     

破解“H7N9禽流感病毒获得对哺乳动物致病力增强突变”之谜

禽流感病毒(AIV)是重要的人兽共患病原。禽类是AIV的自然宿主,病毒需要获得一系列突变才能跨越禽类-哺乳动物种间屏障、在哺乳动物体内复制。早在1993年科学家就发现AIV在哺乳动物细胞中复制时会在PB2蛋白上获得E627K突变,随后的研究证明这一突变在增强AIV对人及其他哺乳动物致病和传播能力中发挥关键作用。中国农业科学院哈尔滨兽医研究所陈化兰院士团队前期研究发现PB2/E627K突变增强了H7N9 AIV对人的致病力和在人之间的传播能力。该团队最新的研究揭开了26年一直未能揭示的“PB2/E627K突变之谜”,相关结果近期发表在mBio(Liang L et al.,2019,10(3):e01162-19)。     

一株禽源高致病性H7N9亚型流感病毒分子特性研究

为了研究一株禽源高致病性H7N9亚型流感病毒,分析其变异进化及部分生物学特性,试验以从H7N9亚型流感病毒阳性病死鸡的肺脏组织中提取的总RNA为模板,利用特异性引物扩增出全基因序列,分析其核苷酸和氨基酸序列,利用同源建模在线服务软件SWISS-MODEL对突变位点附近的氨基酸序列空间结构进行研究。结果表明:PCR扩增出H7N9亚型流感病毒8个基因片段,即HA、NA、PA、PB1、PB2、NP、NS、M,这8个基因片段均与A/Chicken/Heinan/ZZ01/2017(H7N9)的相应片段具有较高的同源性; HA的第135,226位和NA第401,429位氨基酸存在突变;除A135V突变外,L226Q、A401T、K429R突变均能导致受体结合位点或唾液酸结合位点体积的改变。说明根据基因同源性分析结果,黑龙江省的H7N9流感疫情可能是从中国中部地区传播而来;根据受体结合位点的分析结果,L226Q、A401T和K429R突变可能影响病毒与宿主细胞间的相互作用。     

一株绿鹭源H9N2亚型禽流感病毒全基因组序列分析

为了解野生水禽绿鹭(Butorides striata)中分离到的1株H9N2亚型禽流感病毒(A/striated heron/Yunnan/2018)的生物学特性;对其进行全基因组序列扩增、测序、进化分析;序列分析显示:该分离株HA、NA基因位于Y280-like分支、PB2、M基因位于G1-like分支、PA、PB1、NP、NS基因位于F98-like分支,分别与H9、H7、H10等多种亚型的AIV同源性较高,该分离株不同基因片段来源较复杂。HA裂解位点氨基酸序列为333PSRSSR↓GL340,符合低致病性禽流感病毒(LPAIV)氨基酸序列特征;S145N突变增加了一个糖基化位点,提示该位点出现可能会使毒株致病性提高,免疫原性发生改变;HA受体结合位点发生Q234L突变,表现出人流感病毒受体结合特性;NA基因出现第63—65位氨基酸缺失,M1发生N30D,T215A突变,M2发生S31N的突变,PB2、PB1、NS、NP、PA关键位点未发生变化,分析结果提示当前分离株已出现耐药性、致病性增强的变化。本研究表明该分离株呈现遗传演化的多样性及基因重组的复杂性,因此加强对野生水禽类禽流感病毒的监测和研究具有重要的公共卫生意义。     

免疫鸡群H5N1和H9N2亚型禽流感病毒混合感染及H9N2亚型病毒进化分析

本研究分析了免疫鸡群H5N1和H9N2亚型禽流感病毒混合感染中H9N2亚型分离毒株A/chicken/Yuyao/01/2010(H9N2)的基因组特征。氨基酸序列分析显示,HA蛋白裂解位点为PSRSSR/GL,具有低致病性禽流感病毒特征,HA受体结合位点出现了人流感病毒结合位点226L,D基因出现了S31N的突变。遗传分析表明,A/chicken/Yuyao/01/2010病毒的HA基因、NA基因和NS基因在进化上属于CK/BJ/94-Like谱系,D基因和PB2基因属于G1-Like谱系,NP基因、PA基因和PB1基因属于Ck/SH/F/98-Like谱系。结果表明,从H5N1和H9N2亚型混合感染鸡体内分离的H9N2亚型禽流感病毒是一株来源于CK/BJ/94-Like谱系、G1-Like谱系和Ck/SH/F/98-Like谱系的重组病毒。     

H9N2亚型禽流感病毒的序列分析及对哺乳动物致病力研究

为研究H9N2亚型禽流感病毒(AIV)对哺乳动物的致病力,本研究选取了2009年～2010年从我国南方地区分离到的6株H9N2 AIV,测定分析了其基因组序列及在小鼠体内的复制能力。HA基因分析显示:6株病毒均属于A/CK/BJ/94谱系,HA均含有人样受体结合位点Leu226。PB2基因分析表明,6株H9N2 AIV分离株均具有AIV低致病力的分子特征(Glu627和Asp701)。对BALB/c小鼠感染试验显示:感染组无任何临床症状及增重;病毒仅局限于小鼠呼吸道复制。本研究结果有助于全面了解近年我国H9N2 AIV分子进化情况,并对评估H9N2AIV对哺乳动物的潜在威胁提供参考。     

糖基化影响H9N2亚型禽流感病毒在小鼠体内复制能力和对α-2,6唾液酸受体的亲和性

利用反向遗传操作技术验证了H9N2亚型禽流感病毒流行株(A/Chicken/Shandong/903,简称903)HA蛋白200和295位氨基酸糖基化可以影响病毒对α-2,6唾液酸受体的亲和性,同时也能影响病毒在小鼠体内复制能力。固相ELISA结果显示,突变病毒N200Q(N→Q)和N295Q(N→Q)都能降低病毒对α-2,6唾液酸受体的亲和性。荧光定量结果显示,突变病毒N295Q主要在小鼠肺脏、脾脏和肾脏中复制(M基因拷贝分别为903野毒的56,64,39倍);而突变病毒N200Q主要在小鼠肾脏中复制(M基因拷贝分别为903野毒的936倍)。本试验为阐明H9N2亚型流感病毒跨种间传播的分子机制提供依据。     

血凝素蛋白145位潜在糖基化位点对H9N2禽流感病毒生物学特性的影响

从某肉鸡场分离的A/Chicken/Jiangxi/106/2012(H9N2)(JX106)毒株,其HA蛋白在145位氨基酸由S突变为N,使得在该处增加了一个潜在的糖基化位点NGT。本研究以JX106为研究对象,通过反向遗传操作获得重组病毒rgJX106-HA145N和rgJX106-HA145S。利用不同方法探究了HA蛋白145位糖基化位点对病毒的毒力、复制、受体亲和力和致病性等方面的影响。研究发现,rg JX106-HA145N和rg JX106-HA145S在A549细胞上的复制、对鸡胚的感染力无明显差异,而HA蛋白145位无糖基化位点的rg JX106-HA145S与α2,6-唾液酸受体的亲和力更强,在小鼠肺脏中复制更快、致病力更强且能产生更高的交叉HI效价,这一结果提示流感病毒血凝素的糖基化对病毒诱导的体液免疫具有重要影响。     

宁夏地区H1N1亚型猪流感病毒基因组遗传进化分析

对宁夏地区2011年分离到的5株H1N1亚型猪流感病毒进行了基因组测定和遗传进化分析。结果显示:宁夏地区H1N1亚型猪流感病毒具有多样性,5株分离株可分为3类,其中1株为类人H1N1猪流感病毒,2株为经典猪流感病毒,另外2株为重组猪流感病毒,其PB2、PB1、PA、NP、NS基因来源于北美三元重组猪流感病毒,HA、NA、M基因来源于经典猪流感病毒;HA蛋白裂解位点附近氨基酸分析显示5株H1N1亚型猪流感分离株均为低致病性毒株;序列分析结果显示5株病毒在HA蛋白受体结合位点、抗原位点,以及NA蛋白潜在糖基化位点处氨基酸存在差异,这些差异具有分支特异性。5株病毒在NA和M2蛋白上均未出现与神经氨酸酶抑制剂和金刚烷胺耐药性相关的氨基酸变异,但其中3株病毒的PB2蛋白基因具有哺乳动物适应性变异E627K。     

2株H1N1猪流感病毒的遗传进化分析及其生物致病性

对挑选的2株猪流感病毒A/swine/Guangdong/BRT15/2016(H1N1,BRT15)和A/swine/Guangdong/YJ4/2014(H1N1,YJ4)进行遗传进化分析与小鼠致病性试验。全基因组序列的遗传进化分析结果显示,BRT15与YJ4的HA、NA、M基因属于欧亚类禽猪源流感病毒分支,NP、PA、PB1和PB2基因属于pdm/09分支,NS基因属于北美三元重组分支。分别将BRT15与YJ4感染BALB/c小鼠进而比较分离株对小鼠的致病力,结果显示BRT15与YJ4毒株对小鼠具有不同的致病力,YJ4攻毒组小鼠死亡率高于BRT15组。肺部滴度检测显示,感染病毒后3d,YJ4组病毒滴度显著高于BRT15(P0.01),感染病毒后6d,YJ4和BRT15组病毒滴度无明显差异(P0.05);脑部滴度检测显示,感染病毒后3,6d,YJ4组和BRT15组病毒滴度均无明显差异(P0.05)。     

6株H9N2亚型禽流感病毒厦门分离株全基因序列测定与分析

为了解分离自厦门市养殖场、活禽交易市场和活禽屠宰场的H9N2亚型禽流感病毒(Avian influenza viruse,AIV)的遗传变异特征,本研究对分离到的6株H9N2亚型AIV进行全基因组序列测定、遗传进化分析和特殊位点的氨基酸分析。结果显示:6株分离株的HA裂解位点均符合低致病性禽流感病毒特征,HA受体结合位点尤其是234位氨基酸突变为L,表现出人流感病毒受体结合特性;NA存在颈部9个核苷酸缺失的高致病性分子特征;内部基因NS1基因发生P42S突变,M1基因发生N30D、T215A突变,M2基因发生S31N的突变,PB1-F2基因发生N66S突变,提示当前分离株已出现耐药性、致病性增强的变化。8个基因片段均属于欧亚谱系,内部基因与H7N9、H10N8、H10N6、H5N6亚型亲缘关系密切。本研究结果为本地区禽流感生物学特性研究和防控提供科学依据。     

1株黑天鹅源H5N8亚型禽流感病毒遗传演化分析

为分析1株黑天鹅源H5N8亚型禽流感病毒(AIV)的遗传演化特征,对2021年从北京圆明园遗址公园送检的黑天鹅样品中鉴定出的1株H5N8亚型禽流感病毒(A/Wild swan/China/Beijing0201/2021)的全基因组进行扩增、克隆与序列测序,并应用分子生物学软件对其进行遗传演化及关键氨基酸位点分析。结果显示,该H5N8亚型禽流感病毒株属于clade2.3.4.4b进化分支,其PB2、PB1、PA、HA、NA、NP、MP、NS基因均与H5N8亚型AIV的相应基因片段具有较高同源性,且与2020-2021年越南、哈萨克斯坦、俄罗斯、柬埔寨、法国等地的H5N8毒株密切相关。氨基酸位点分析显示,该毒株HA蛋白裂解位点呈现高致病性禽流感病毒的分子特征,且出现S137A、T160A、T192I、S227R氨基酸突变,158位缺失糖基化位点,这些位点的突变均能够增强H5亚型禽流感病毒对人源唾液酸受体结合的能力;该毒株的PB2蛋白、NP蛋白、M1蛋白和NS1蛋白均存在多个可以增强流感病毒在哺乳动物体内的复制能力和致病性的关键氨基酸位点。研究结果可为H5N8亚型禽流感病毒的进化规律研究及...     

2013—2014年H7亚型禽流感病毒遗传进化分析

对2013—2014年15株不同来源的H7亚型禽流感病毒国内分离株进行了基因组测序与遗传进化分析。结果显示,15株H7亚型禽流感病毒具有遗传多样性,可分为2种亚型:13株为H7N9亚型,2株为H7N3亚型。HA蛋白裂解位点附近氨基酸分析显示所有H7亚型流感分离株均为低致病性毒株。基因组遗传进化分析显示,13株H7N9亚型禽流感病毒均与2013年人源分离株同源性较高,但具有2种遗传学特性,13株病毒的PB2、PA、HA、NP、NA、M和NS基因高度同源,而PB1基因来源于2个不同分支。2株H7N3亚型流感病毒与国内鸭源分离株同源性较高。15株H7亚型禽流感病毒PB2蛋白均未出现627K、701N等与哺乳动物适应性相关的氨基酸变异。13株H7N9亚型禽流感病毒HA裂解位点附近氨基酸(EIPKGR/GL)与人源H7N9病毒一致,且HA蛋白和M2蛋白分别具有与哺乳动物适应性和金刚烷胺耐药性相关的标志性变异,而2株H7N3亚型禽流感病毒未出现上述氨基酸变异。     

NA蛋白对流感病毒受体结合特性影响的研究

为研究两株H7亚型流感病毒A/chicken/Jilin/SD020/2014(H7N2)(简称JL/020)和A/Anhui/1/2013(H7N9)(简称AH/1)受体结合特异性差异的影响机制,本实验利用反向遗传操作技术,构建一系列重配病毒和HA基因点突变病毒,检测其对受体结合特性的影响。固相ELISA检测结果表明血凝素蛋白(HA)中的57和312位氨基酸不影响流感病毒的受体结合特性,而神经氨酸酶蛋白(NA)使r-JL/020(AH/1骨架)结合SAα2,3Gal受体的结合能力高于r-AH/1(R57K/R312K),表明NA影响了流感病毒受体结合特性;同源建模进一步发现HA中的57和312位点与流感病毒受体结合结构域相距较远;交叉血凝抑制试验(HI)结果表明,H7单因子血清和H7N9全病毒血清对拯救的JL/020和AH/1病毒株的抑制价没有差异,而N2单因子血清对病毒的抑制能力存在差异。以上结果表明,NA蛋白影响了流感病毒的受体结合特性。本研究表明,除HA以外,NA也能够影响流感病毒的受体结合特性,该实验为进一步研究流感病毒受体结合特性提供了实验依据。