猪的甲型流感病毒(IAVs)由于其高度遗传多样性和缺乏群体水平的免疫力,是人类的一个危险源。最近发表在《Nature Communications》上的一项研究对流感病毒的特征进行了描述,特别关注 α-H1N2 病毒,以确定它们在未来引起大流行的可能性。
猪流感的演变
流感病毒具有进化特定特征的能力,这有助于向新物种的持续传播。虽然野生水生鸟类是这些病毒的主要天然宿主,但猪也可以作为 IAVs 病毒基因偏度的关键宿主和混合容器。这对未来的大流行病构成了威胁,因此强调了监测和定性传播猪病毒的重要性。
神经氨酸酶(NA)和血凝素(HA)由于抗原漂移而季节性进化,是病毒传播性、传染性、宿主特异性和致病性的关键决定因素。
在猪体内占主导地位的有三种地方性的 IAV 亚型,包括 swH1N1、swH1N2 和 swH3N2。猪 H1经典谱系(1A) 包括 α-H1 (1A.1)、β-H1 (1A.2) 和 γ-H1 (1A.3) 进化支,而猪谱系(1B)包括 δ-H1 (1B.2) 进化支。在美国,人类感染主要是由18 H1N1, 35 H1N2 和 439 H3N2 引起的。
在最近的猪流感中,人们已经观察到了猪源病毒、禽源病毒和人源病毒在最近的猪源病毒中出现了重组。HA 和 NA 的抗原漂移也可能导致人类缺乏免疫力的新型病毒的出现。
关于该项研究
目前的研究建立了一个决策树,以帮助描述和评估地方性猪流感的大流行风险。决策树利用自 2009 年 H1N1 流感大流行以来使用体外和体内方法进行的广泛研究。
目前的研究确定了 α-H1 (1A.1.1.3) 进化株A/swine/Texas/A02245420/2020 (α-swH1N2) 和 γ-H1 (1A.3.3.3) 进化株 A/swine/Minnesota/A02245409/2020 (γ-swH1N1) 的大流行潜力。选择这些分支是因为它们的地理分布、检测频率、从猪到雪貂的种间传播、报告的人类变异事件以及对人类季节性疫苗的交叉反应性丧失。
研究结果
先前的研究表明,α-swH1N2 进化支的代表与人类疫苗菌株存在抗原距离,这导致从猪到雪貂的差异传播和对人类血清的低识别。因此, 在人血清中未检测到 H1N1pdm09- 或 H3N2-imm 雪貂中抗 α-swH1N2 的交叉中和抗体,说明初次季节性病毒感染不产生免疫。
在所有出生年份的人类血清中都发现了不同水平的抗 N2 抗体。这一发现表明,至少在一些亚群中,这种基于 NA 的免疫可以提供一定程度的保护。
这项研究的研究者先前的研究表明,先前获得的免疫会影响异型亚型病毒的易感性,而中和抗体不会介导这种类型的免疫。因此,先前通过不同菌株获得的免疫可以影响环境病毒的易感性。
事实上,不论雪貂的免疫状况如何,α-swH1N2 都能通过空气有效地传播给雪貂。然而,在具有预先免疫力的动物中,这种疾病的严重性较低。类似的现象可以解释 2009 年大流行期间死亡率和发病率低于预期的原因。
在缺乏中和抗体的情况下,CD8+ T细胞可以对新出现的流感病毒株提供保护,因为这些细胞能够识别内部保护的流感病毒蛋白。事实上,对流感病毒亚型有交叉反应的 CD8+ T细胞已经提供了疾病的快速恢复和更有效的病毒清除。
在 α-swH1N2 空气传播感染方面,未发现人类季节性病毒免疫的保护作用。然而,先前免疫的感染雪貂成功且快速地消除了 α-swH1N2,同时由于 H1N1pdm09 免疫,也表现出更短的总体病毒脱落时间和更轻的症状。
尽管如此,雪貂仍然能够以 50% 的效率传播H1N1pdm0。因此,由于免疫动物缺乏疾病的严重性,H1N1pdm0 可以在未被检测到的情况下传播,从而造成大流行的风险。
研究结论
研究结果表明,α-swH1N2 病毒株比 γ-swH1N1 病毒株具有更高的大流行风险,因此有必要加强监测工作,及时发现人畜共患事件。此外,应开展更多的疫苗接种活动,以保护猪免受 H1 进化支的感染,这应有助于减少病毒在源人群中的传播。
期刊参考
Le Sage, V., Rockey, N. C., French, A. J., et al. (2024) Potential pandemic risk of circulating swine H1N2 influenza viruses. Nature Communications 15(1); 1-13. doi:10.1038/s41467-024-49117-z, https://www.nature.com/articles/s41467-024-49117-z
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