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陈鸿霖:是什么让H7N9病毒在人类细胞繁殖,同时还在禽类传播
来源:Nature Communication、生物探索等     2017-04-13    点击:871

为今后监测各种流行性禽流感病毒跨种感染人类的能力,及防止未来禽流感病毒演变成有效在人与人之间传播提供了重要的分子标记,有助研发新型抗流感药物。


陈鸿霖,香港大学副教授,香港大学流感研究中心副主任

禽流感,全名鸟禽类流行性感冒,是由病毒引发的动物传染病,通常只感染鸟类,少见情况会感染猪,在罕有情况下会跨越物种障碍感染人。2013年初以来,H7N9已经导致超过1000人患病,约有40%的病例被证实是致命的。是什么让禽流感“步步升级”?是什么让禽流感病毒突破种属的屏障?科学家终于有了答案,就在区区一个单碱基上。

对这类病毒从禽类传播到人类的背后机制,学界长期以来的了解还比较有限。香港大学的陈鸿霖等人深入分析了传播中的H7N9病毒,并在其非结构蛋白(Ns)基因组发现了一个名为G540A的单核苷酸突变。一般能有效感染人类的病毒在禽类中传播会受到限制,但G540A突变增强了H7N9病毒在哺乳动物(包括人类)细胞中的繁殖能力,同时还让病毒能在禽类中有效传播。

此研究成果发表于2017年3月21日发表在Nature Communication上,此论文报道了H7N9禽流感病毒RNA序列的一个碱基的改变可以解释其持续感染人类和鸟类的能力。

G540A的单碱基替换(蓝色)

香港大学的陈鸿霖和他的同事比较了2013年感染人的H7N9病毒株基因组序列,与所有的流感序列进行比较。他们在RNA中发现了2013年H7N9病毒NS段包含一个独特的G540A的单碱基替换。A540G提高了NS的拼接效率。突变的NS1在NS mRNA拼接的效果如下图所示。这种突变增强病毒感染人类和小鼠细胞的能力,而不破坏其在鸟类细胞中进行复制的能力。


突变的NS1在NS mRNA拼接的效果

这单碱基的变化来自于另一个出现在2000年的禽流感病毒H9N2亚型,之后在禽流感病毒中传开。该研究表明此单核苷酸是与病毒复制依赖的人体宿主细胞机制结合的RNA基序的一部分。NS mRNA拼接的整体调节机制如下图所示。


NS mRNA拼接的整体调节机制

陈鸿霖表示,这种“适应性繁殖预置突变”使H7N9病毒获得了其他禽流感病毒所没有的跨物种感染人类的关键能力。该研究有助解释H7N9禽流感病毒可在禽类流行中,亦可较容易感染人类的分子机制,为今后监测各种流行性禽流感病毒跨种感染人类的能力,及防止未来禽流感病毒演变成有效在人与人之间传播提供了重要的分子标记,有助研发新型抗流感药物。

陈鸿霖,香港大学副教授,香港大学流感研究中心副主任。1986年毕业于厦门大学生物系,获硕士学位,1992年获香港大学博士学位。现任美国病毒学学会会员、美国微生物学会会员、美国科学促进协会成员、国际EB病毒及相关疾病协会会员和中国实验室国家认可委员会委员。主要从事分子病毒学、分子和细胞免疫学、动物病毒跨种感染分子机制、与病毒感染有关异常的细胞信号通路、跨物种传播病毒复制的宿主限制等领域研究,国家科技重大专项“SARS冠状病毒动物宿主研究”专家组主要成员。在人感染H7N9禽流感病毒疫情中,依托感染性疾病诊治协同创新中心,他在分子病毒学和免疫学方面对H7N9做了深入研究,对该病毒的临床治疗和病毒溯源作出了突出贡献。在国际著名刊物上共发表学术论文100余篇,参编著作2部。

研究方向:病毒与宿主相互作用的分子机制与跨种传播的关系