甲型流感病毒對動物和人類健康構成了嚴重威脅，2013年初在中國出現的H7N9病毒最初在家禽中呈現低致病性，但后來變異為高致病性，并引發多起禽流感和人類感染。中國自2017年9月起在家禽中進行疫苗接種，有效預防了人類感染H7N9病毒，但H7N9病毒并未完全從家禽中根除。人們擔心，疫苗接種后病毒會在免疫功能低下的家禽中悄悄傳播并快速進化，最終可能對人類構成更大的威脅。

為了探究疫苗接種對病毒進化的影響，陳化蘭院士團隊對H7N9高致病性禽流感病毒在疫苗接種背景下的進化進行了深入研究。研究發現：

1.分離出的16種H7N9病毒未與其他禽流感病毒重組形成新的基因型；

2.分離出的H7N9病毒對小鼠均無致死性，并且6種代表性病毒中有4種在鼻內接種后對雞的毒力降低；

3.所檢測的H7N9病毒只能與禽類受體結合，失去與人類受體結合的能力。

研究已發表于《Emerging microbes & infections》雜志，題為“Evolution of H7N9 highly pathogenic avian influenza virus in the context ofvaccination”。

H7N9病毒的分離及系統發育分析

在2020年1月至2023年6月期間，研究人員在活禽市場、屠宰場和家禽養殖場采集了160,359只家禽的拭子樣本，并從中分離出5種H7N9病毒。此外，研究人員還從不同家禽養殖場提交的病雞或死雞的拭子或肺樣本中，分離出11種H7N9病毒。為了解H7N9病毒的進化和遺傳關系，研究人員對16種H7N9病毒進行了基因組測序，并將它們與之前報告的基因型代表性病毒進行比較。研究結果表明，近年來在家禽中檢測到的H7N9病毒未與其他禽流感病毒重組形成新的基因型，這提示疫苗接種有效防止了H7N9病毒與其它病毒的重組，從而減緩了它的進化。

H7N9病毒的復制和毒力

為了研究H7N9病毒的復制和毒力，研究人員在BALB/c小鼠和雞中進行了實驗。通過鼻腔內給小鼠接種測試病毒，研究人員發現16種H7N9病毒均能在小鼠的鼻甲和肺中復制，但并未導致小鼠死亡，這表明分離出的H7N9高致病性禽流感病毒對小鼠無致死性。

H7N9病毒在小鼠體內的復制和毒力

在家禽實驗中，研究人員選擇了6種代表性病毒進行測試，這些病毒在不同時間分離且HA裂解位點的基序不同。所有六種病毒基于靜脈注射致病指數（IVPI）都表現出高致病性，IVPI 值為2.9-3.0。但在雞鼻內接種后，研究人員發現接種CK/HeB/SD004/20、CK/HeB/SD022/22、CK/HeB/SD016/23或CK/HeB/SD020/23這4種病毒的雞只出現部分死亡。以上結果表明，盡管這些病毒在家禽中的IVPI值均顯示高致病性，但在雞中經鼻內感染后部分病毒表現出致病性降低。

H7N9病毒在雞體內的復制和毒力

H7N9病毒受體結合特性與抗原特性

為進一步探究分離出的H7N9病毒的受體結合特性，研究人員選取了在不同時間點分離的9種病毒，并評估了它們對兩種不同的糖聚合物（代表禽類受體的α-2,3-唾液酸糖聚合物和代表人類受體的α-2,6-唾液酸糖聚合物）的親和力。研究發現，這些H7N9病毒對禽類受體顯示出高親和力，但對人類受體沒有結合能力，表明這些H7N9高致病性病毒已逐漸失去與人類受體結合的能力。這提示存活下來的H7N9病毒在人類中失去了關鍵的有害特征，表明疫苗接種不會導致這些高致病性禽流感病毒對人類構成更大的威脅。

H7N9病毒的受體結合特性

最后，研究人員還對H7-Re3和H7-Re4兩種疫苗與檢測到的16 種H7N9病毒之間的抗原相關性進行了評估。通過血凝素抑制試驗，發現4種H7N9病毒與H7-Re3疫苗抗血清反應良好，12種病毒與H7-Re4疫苗抗血清反應良好。通過反向遺傳學方法，研究人員進一步確定了HA中140、144和145位點的氨基酸替代是導致H7-Re3和H7-Re4之間抗原性差異的主要原因。

結論

這項研究揭示了近年來在中國檢測到的H7N9高致病性禽流感病毒的遺傳進化和生物學特性。研究結果表明，疫苗接種有效預防了人類感染，而且減緩了病毒的進化速度。這些發現為疫苗接種背景下高致病性流感病毒的進化提 供了重要見解，并有助于更好地制定防控策略。

參考文獻：Hou Y, Deng G, Cui P, et al. Evolution of H7N9 highly pathogenic avian influenza virus in the context of vaccination. Emerg Microbes Infect. 2024;13(1):2343912. doi:10.1080/22221751.2024.2343912