禽流感与人感染H7N9禽流感

李焕 卢亦愚

●述评

禽流感与人感染H7N9禽流感

李焕 卢亦愚

卢亦愚男，日本九州大学医学博士，现任浙江省公共卫生应急检测重点实验室主任、浙江省检验检测重点学科群首席专家、浙江省公共卫生监测与突发事件处置关键技术研究科技创新团队首席专家，浙江大学MPH导师、宁波大学、温州医学院硕士生导师，担任浙江预防医学会卫生检验学会主任委员、浙江医学会病毒分会副主任委员、浙江微生物学会医学专业委员会主任委员。从事流行性感冒、麻疹、肠道病毒与分子生物学检测技术研究多年，主持国家自然科学基金及省部级课题10余项，发表学术论文80多篇，主持获得国家发明专利6项。

禽流感（Avian Influenza，AI）是由甲型流感病毒引起的以亚临床轻度呼吸道症状、产蛋率降低及急性高度致死为主要临床表现的禽类传染病。由于病毒亚型与宿主的不同，禽类在感染禽流感病毒（AIV）后，可表现出无症状带毒（隐性感染）、轻度症状，以及急性致死性疾病，其中高致病性禽流感被国际兽疫局定为A类传染病，并被列入国际生物武器公约动物类传染病名单。1997年香港H5N1、2004年以后内地的多起H5N1以及2013年的H7N9禽流感感染人事件的发生[1-3]，更突显了禽流感在公共卫生工作上的重要意义。

1 禽流感

自1878年意大利首次报道鸡群中发生禽流感暴发以来（当时称为鸡瘟），AIV已广泛分布于全球多个国家与地区[4-6]，主要感染鸡、鸭及飞鸟等禽类，其中自迁徙中的水禽，尤其是鸭中分离到的病毒更多。AIV属于甲型流感病毒,自然界中很少有像甲型流感病毒这样变异频繁且变异幅度大的生物。流感病毒的变异，尤其是其抗原性变异一直是人们所关注的一个问题。甲型流感病毒变异包括抗原漂移与抗原转换，抗原漂移是指甲型流感病毒亚型内部经常发生的小变异，甲型流感病毒还可通过基因重配来改变其抗原性，实现抗原转换。由于甲型流感的变异很快，人类感染的流感病毒如H1N1、H3N2、H2N2等，一旦发生抗原转换而使人群缺乏相应的保护性抗体，常常会引起区域性甚至世界性大流行。甲型流感病毒根据表面的血凝素HA（H1～H16）和神经氨酸酶NA（N1～N9）的不同，可组成144个亚型。虽然H1～H16均存在于禽类中，但据报道,迄今为止可直接感染人的AIV主要为H5、H7、H9、H10亚型[1-3，7-13]，其中感染H5的患者病情较重,病死率较高。自1997年香港报道了全球首例人感染禽流感H5N1病毒而致死的事件后，全球陆续有人感染H5N1致死的病例报道。仅2003—2013年这10年间，全球H5N1感染患者达628人，死亡374人，病死率高达59.55%，其中中国大陆H5N1感染的患者数为45例，死亡人数达30人，病死率为66.67%[14]。H9N2禽流感不仅在家禽中感染率较高，同样在人群中也有较高的感染率，根据国内外部分禽类养殖场的从业人员血清学调查资料表明，这些人群的H9抗体阳性率高达20%～40%，但绝大多数感染者症状轻微或无明显症状[15]。有报道称在1999年和2003年曾出现过H9N2感染人的事件，患者仅仅伴有流感样症状，并很快痊愈[7-8，16]。以往曾经报道过人感染H7亚型的禽流感病毒亚型有H7N2、H7N3和H7N7[9-11，13]，引起患者的呼吸道感染和结膜炎等症状，只有2003年在荷兰曾报道过1例人感染H7N7引起的死亡病例[13]。2013年以前，我国禽类中的H7H9感染一直呈极个别的散在发生，在我省的家禽中更是罕见。前几年我们在研究时需要H7毒株作参照，但省内相关部门与科研机构均缺少这类毒株。绝大多数的H7对禽类是低致病性或非致病性的，在今年人感染H7N9流行之时，我们从家禽的粪便与外环境中获得不少H7N9阳性样本，但并未发现家禽有明显的感染症状与死亡现象。

2 人感染H7N9禽流感

自2013年2月份以来，在长江三角洲的上海、安徽、江苏及浙江等中国东部地区相继出现H7N9感染的患者，症状严重，甚至导致死亡。3月份以后H7N9感染人数迅速增加，涉及全国11个省和直辖市。至5月16日止，全国发病人数达131例，浙江、上海、江苏三省市的发病人数占总病例数的80.92%，仅浙江省的患者数就占总病例数的35.11%，各地区的病例数见表1。我中心对2013年4月10日止所确诊的6例人感染H7N9禽流感病例（2例死亡），进行了流行病学调查,结果显示：病例虽然较少有机会直接暴露于活禽，但暴露于活禽场所（如农贸市场）的机会和频度均较大。3例病例发病前曾去过的农贸市场活禽摊点外环境中，H7N9病毒核酸检测均阳性。外环境标本中H7N9核酸阳性率高达43.21%，阳性标本包括活禽宰杀销售市场涂抹标本、污水、鸡粪以及尚在销售的鸡鸭咽拭子和肛拭子标本。因此，可以推测疫情发生地H7N9病毒对禽类的感染和外环境的污染情况比较严重，人群暴露于污染环境后感染发病的可能性较大[17]。

在本次人感染H7N9禽流感流行中，我省在对最早6例H7N9确诊病例的375名密切接触者进行为期1周的医学观察中发现，有32例接触者出现发热、咳嗽等症状，但其咽拭子H7N9禽流感病毒核酸检测均呈阴性，表明AIV尚未发生人-人之间的感染传播。与严重急性呼吸综合征（SARS）不同，密切接触者人中尚未见有感染者的报道，因此有学者认为受AI感染的患者具有被AIV感染的遗传特性。据分析，在家庭的AIV感染者之间常有血缘关联性，日本学者Kida[18]认为AIV感染者在其咽喉部的细胞具有一种多糖受体[α-2，3唾液酸（SA）受体糖链]。这一种受体与多数人的主要受体（α-2,6 SA）不同，α-2，3糖链易与AIV结合，导致病毒入侵并复制，而α-2,6受体仅与人流感病毒结合。至于极其个别的夫妻共患禽流感的事件，推测可能是由于共同暴露所引起。

表1 截至2013年5月16日人感染H7N9禽流感病例地理分布[19]

本次流行的人感染H7N9禽流感主要临床表现为流感样症状，如发热、咳嗽、少痰，可伴有头痛、肌肉酸痛和全身不适,少部分感染者称胃肠道不适[20]，实验室检查显示，血常规白细胞计数正常或降低，C反应蛋白增高[20]。轻症患者可经口服75mg奥司他韦（达菲类），2次/d及吸氧得到缓解和治愈，早期用药效果较好[20]，重症患者病情发展迅速，多在5～7d出现重症肺炎，胸部影像学检查呈双肺多发磨玻璃影及肺实变影像，可合并少量胸腔积液，可快速进展为急性呼吸窘迫综合征（ARDS）及多器官功能障碍，甚至死亡[20]，病死率高达24.43%。

3 人感染H7N9禽流感病毒的来源与特性

早期研究的基因溯源结果显示，人感染的H7N9禽流感病毒是由浙江省鸭的H7N3、韩国野禽的H7N9以及北京花雀的H9N2类似株重配而成的一种新病毒，其中HA片段来自A/duck/Zhejiang/12/2011（H7N3）类似株，两者基因同源性为95.96%；NA片段来自A/wild bird/Korea/A14/2011（H7N9）类似株，基因同源性达97%；6个内部基因片段来自A/brambling/Beijing/16/ 2012（H9N2）类似株，其中两者在PB2片段间同源性最高，达99.25%[4]。但熊成龙等认为[21]，这种重配发生在长江三角洲地区，其NA基因来源于江苏、浙江，而不是来自韩国。我们对H7N9内部片段的来源研究表明，这6个内部基因来源于浙江的H9N2类似株，而浙江的H9N2类似株则是由北京A/brambling/Beijing/16/2012（H9N2）类似株与江苏A/chicken/Dawang/1/2011（H9N2）类似株重配而来。

20世纪80年代，在AIV的研究中发现，H5和H7禽流感病毒对禽类的高致病性与其HA裂解位点插入的多个碱基氨基酸序列相关，这一机制成为H5和H7亚型禽流感病毒分子流行病学监测中，判断是否是高致病性毒株或是否存在潜在致病力的重要依据，但这种致病机制不能完全解释一些其它亚型AIV对禽类的致病性，也不适用于人类的流感病毒。这次发生的人感染H7N9，其HA裂解位点并不符合高致病性AIV的特征，HA0蛋白的切割位点的序列为“PEIPKGR*GLF”，符合禽类低致病性流感病毒的典型特征[22-23]。禽类感染后引起轻微症状或无症状，但是人类感染后却引起了严重的临床症状，甚至死亡。将这次浙江湖州的H7N9分离株A/ Zhejiang/HUZ1/2013（H7N9）和来自于上海、安徽病例的H7N9病毒，来源于禽和外环境的H7N9病毒的HA和NA氨基酸序列进行比对，分析其中的氨基酸变异情况，在HUZ1毒株中，HA蛋白发生了Q226L变异[3，24]（226位为按照H3顺序），提示病毒可能对α-2，6受体位点结合能力有所增强[25]。在浙江的HUZ1中，HA0蛋白的切割位点同样符合禽类低致病性流感病毒的典型特征[22-23]。

这次H7N9的神经氨酸酶蛋白的分析结果显示，在Shanghai/1/2013毒株NA蛋白中发生的R294K变异，据认为可以提高病毒对神经氨酸酶抑制剂的抵抗能力，而包括浙江HUZ1在内国内已公布序列的其它的H7N9禽流感病毒，均未发生R294K或其它神经氨酸酶抑制剂耐药位点的变异，提示病毒对奥司他韦等神经氨酸酶抑制剂依然敏感[25]。此外，与Anhui/1/2013、Shanghai/1/ 2013、Shanghai/2/2013和Hangzhou/1/2013毒株一样，浙江HUZ1毒株NA蛋白的69～73位的Stalk区亦发生了缺失[25]，研究表明此处缺失可增强病毒在小鼠感染中毒力[26]。

此外，以往一直认为AIV只有经过哺乳动物，特别是含有人类与禽类共同受体的猪作为中间宿主适应以后，改变其宿主细胞受体结合特性后才能感染人类引发疾病，这认为AIV表面糖蛋白HA是决定受体结合特性或突破宿主屏障能力的主要因素。但1997年的香港禽流感H5N1直接感染人发病18例，死亡6例的事件，以及发生在2013年长三角地区的人禽流感H7N9事件，仅2个月时间就感染100多人。基因组构成完全属于禽源的H5N1与H7N9禽流感病毒，却能够直接感染人致病，甚至死亡，这说明决定禽流感病毒这种跨宿主感染的生物学特点，以及对人类引起的高致病性，不仅仅是涉及其表面的糖蛋白HA和NA基因，而且很可能是与其它内部基因有关。因此仅围绕着HA蛋白受体结合位点结构以及糖基化特性来研究禽流感病毒的跨宿主倾向与致病力是远远不够的。

另一方面，1997年引起香港H5N1感染事件的H5N1代表株A/Hong Kong/156/97，其6个内部基因片段均是由当时的香港禽流感病毒H9N2毒株A/Quail/ Hong Kong/G1/97类似株的6个内部基因片段插入所引起[1]，结合这次2013年的人感染H7N9的流感病毒，如Anhui/1/2013等，其6个内部基因片段也是由H9N2毒株A/brambling/Beijing/16/2012类似株所提供的[4]，提示我们应该重视禽流感病毒6个内部基因片段的研究。

4 展望

H7N9病毒对野鸟、家禽感染后的低致病性或健康带毒现象，使得人类难以发现自然界野禽与家禽中存在H7N9感染，这为H7N9的消除带来很大的困难。而且，很难像处理1997年香港H5N1感染人的事件那样，由于仅仅局限在一个城市，可以通过对家禽的全面扑杀，而达到消除A/Hong Kong/156/97这类毒株。所以对于当前人感染H7与H5禽流感病毒的预防控制，需要卫生部门加强AI的流行病学调查及临床呼吸系统感染病的治疗研究，特别是对禽类及外环境中的H7、H5与H9的病原监测，开展对AIV的变异、重配与分子演化研究。并且，卫生、畜牧、林业以及工商等各个部门要携起手来，将预防控制的关口前移，从病原监测、禽类养殖、从业人员管理、禽类运输及交易等各个环节着手，制定相应的政策，共同完成这一工作。

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2013-05-28）

（本文编辑：杨丽）

315211 宁波大学医学院（李焕）；浙江省疾病预防控制中心（卢亦愚）

卢亦愚，E-mail：luyiyuzjh@163.com