A型流感病毒(Influenza A virus，IAV)屬于正黏病毒科，是一個有囊膜的、分節(jié)段的單股負(fù)鏈的RNA病毒。它是一種重要的人畜共患病原，在歷史上曾引起多次流感大流行事件以及散發(fā)性禽流感病毒(Avian influenza virus，AIV)感染人事件，嚴(yán)重威脅公共衛(wèi)生安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。流感病毒表面有兩個重要的囊膜蛋白——血凝素蛋白(Hemagglutinin，HA)和神經(jīng)氨酸酶(Neuraminidase，NA)。不同亞型流感病毒與受體的結(jié)合主要是靠HA蛋白實(shí)現(xiàn)的，HA與受體的結(jié)合具有種屬特異性。

HA與受體的結(jié)合是流感病毒感染的第一步，因此HA受體結(jié)合偏好性的轉(zhuǎn)變是流感病毒跨種傳播的關(guān)鍵決定因素。根據(jù)前人在流感病毒跨種傳播領(lǐng)域的成果，目前已知不同亞型流感病毒HA分子跨種傳播的分子機(jī)制有所差別(圖1)。就H1亞型IAV而言，主要是由190和225位氨基酸起決定作用，在禽中分離的病毒主要是E190/G225，具有雙受體結(jié)合特性，而在人中分離到的病毒主要是D190/D225，特異性結(jié)合人源受體。就H2和H3亞型IAV而言，主要由226和228位氨基酸決定，將Q226/G228突變成L226/S228即可使HA轉(zhuǎn)變成人源受體結(jié)合偏好性。而在H5亞型IAV中，主要是226位氨基酸由谷氨酰胺(Glutamine，Q)到亮氨酸(Leucine，L)的轉(zhuǎn)變以及158位糖基化的丟失等因素共同決定的。

自2013年起，H7N9亞型禽流感病毒已引起1600多人感染，并于2017年出現(xiàn)一些高致病性禽流感毒株。然而到目前為止，H7亞型與受體結(jié)合的關(guān)鍵分子基礎(chǔ)尚未被完全闡明，各個氨基酸在其中所起的作用以及病毒獲得人源受體結(jié)合特性的演化過程也仍不清楚。11月19日，中國科學(xué)院微生物研究所高福團(tuán)隊(duì)在Cell Reports 雜志上發(fā)表了題為Avian-to-Human Receptor-Binding Adaption of Avian H7N9 Influenza Virus Hemagglutinin 的研究論文，詳細(xì)地闡述了H7N9亞型禽流感病毒血凝素蛋白由禽源受體偏好性向雙受體結(jié)合特性演化的過程，該項(xiàng)成果對流感病毒防控工作具有重要指導(dǎo)意義。

研究人員通過序列分析、PCR定點(diǎn)突變、表面等離子共振技術(shù)、免疫熒光染色技術(shù)、反向遺傳學(xué)技術(shù)以及結(jié)構(gòu)生物學(xué)等技術(shù)，分析帶有不同氨基酸組合的HA突變體的受體結(jié)合特性、病毒復(fù)制能力及結(jié)構(gòu)等性質(zhì)的變化，從分子層面詳盡地闡明了H7N9亞型HA的跨種傳播機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)僅186位氨基酸由甘氨酸(Glycine，G)變成纈氨酸(Valine，V)，即可使禽受體結(jié)合特異性的SH1-H7N9 HA獲得人源受體結(jié)合能力。而L226在其他三個位點(diǎn)存在親水氨基酸時，是不利于人源受體和禽源受體的結(jié)合?；诮Y(jié)構(gòu)分析，186位氨基酸的側(cè)鏈可影響190-helix上E190側(cè)鏈的走向，從而影響HA與受體的相互作用，而L226在沒有其它三個疏水氨基酸(A138，V186和P221)搭配的情況下會降低220-loop的穩(wěn)定性，從而降低HA對于人源和禽源兩種受體的親和力。

生化實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，186位氨基酸是決定H7N9 HA獲得人源受體結(jié)合能力的關(guān)鍵;而226位并非關(guān)鍵位點(diǎn)。當(dāng)L226與親水氨基酸搭配時，對兩種受體結(jié)合都是有不利影響的，因此推測在演化上，很可能需要186位氨基酸先發(fā)生變化，而后發(fā)生Q226L的突變。通過分析所有H7亞型流感病毒的HA序列的進(jìn)化關(guān)系，研究人員發(fā)現(xiàn)天然毒株中也存在這樣的演化趨勢。

總體而言，H7N9亞型流感病毒HA在演化過程中，首先由禽特異性結(jié)合的G186Q226變成雙受體結(jié)合特性的V186Q226，最后演變成V186L226(圖2)。其中186位氨基酸是H7N9 HA獲得人源受體結(jié)合能力的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn);而226位并非關(guān)鍵位點(diǎn)，在搭配親水氨基酸時，反而不利于兩種受體的結(jié)合。該項(xiàng)成果整合了生物化學(xué)、分子生物學(xué)、病毒學(xué)、生物信息學(xué)以及結(jié)構(gòu)生物學(xué)等方法，闡明了H7N9亞型禽流感病毒的跨種傳播機(jī)制及其獨(dú)特的演化途徑，從分子層面闡明H7N9 禽流感病毒的進(jìn)化可能是由受體結(jié)合特性以及其它可能因素共同選擇的結(jié)果。這些研究有利于深入理解H7亞型禽流感病毒跨種傳播的分子機(jī)制，對于流感病毒疫情的預(yù)防與控制具有重要指導(dǎo)作用。

據(jù)悉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士徐穎為論文第一作者，中科院院士高福為論文通訊作者。另外，微生物所研究員施一、齊建勛、副研究員張蔚、助理研究員彭如超等在課題設(shè)計(jì)等方面給予了大量支持和幫助。

關(guān)鍵詞： H7N9亞型禽流感病毒