猪源性流感病毒显示出能够抵抗抗病毒药物的突变,这构成了大流行的风险,并突出表明迫切需要持续监测和更新治疗战略。
在最近发表在《Emerging Infectious Diseases》杂志上的一项研究中,美国疾病控制和预防中心的研究人员分析了猪源甲型流感病毒的基因组序列。他们进行表型测试,以建立抗病毒药物的亚型特异性敏感性基线。这些发现对正在进行的大流行防范工作有重大贡献,突出了对猪源性甲型流感病毒进行警惕监测的必要性,这种病毒构成了重新组合的持续威胁,并有可能产生新的大流行毒株。
他们发现,几乎所有的病毒都有 S31N M2 耐药标记,有两种病毒显示了与巴洛韦酸耐药性相关的替代突变,只有 I38M 替代显著降低了巴洛韦酸敏感性 27 倍。这些结果强调了理解猪源病毒的抗病毒耐药模式的重要性,因为基因突变和重新分类可能降低当前抗病毒治疗的有效性。
研究背景
甲型猪流感病毒由 H1N1、H1N2 和 H3N2 亚型构成,在全球范围内流行,可与人类和禽类病毒混合,导致重组,具有大流行的潜力。
自 20 世纪 90 年代末以来,北美猪病毒已经从人类、禽类和传统猪病毒中获得了三代重组的内部基因磁带。2009 年的大流行甲型(H1N1)pdm09 病毒是通过这种重组出现的,此后又被重新引入猪体内,增加了病毒的多样性。
继续将人类大流行病毒株引入猪群,为进一步重组创造了机会,这使公共卫生防范工作复杂化,并凸显了这些病毒对人畜共患病的威胁。
根据世界卫生组织的《国际卫生条例》,对变异的猪源病毒进行监测,因为它们可能产生新的大流行菌株。抗流感病毒药物面临来自基因突变、重组和抗病毒耐药性的挑战,特别是对 M2-2(M2) 阻断剂而言。对神经氨酸酶抑制剂的耐药性和抗病毒菌株的持续威胁突出表明,需要不断监测和评估猪源流感病毒的风险。特别是,这项研究提供了关于药物敏感性的亚型特定基线的重要数据,这是完善全球抗病毒敏感性测试方法的一个关键步骤。
关于研究
所有程序均在强化了生物安全的二级实验室进行。各种各样的试剂和方法被用来测试不同的变异流感病毒。神经氨酸酶抑制剂(NAIS),如奥司他韦、扎那米韦、帕拉米韦和兰尼那米韦溶解在无菌蒸馏水中,而巴洛韦酸则在二甲亚砜中制备。
广泛交叉反应性单克隆抗体 FI6v3 和 CR9114 用于中和评估,使用前用受体破坏酶处理雪貂抗血清。该研究揭示了这些抗体在不同亚型中具有广泛的中和活性,一些变异病毒即使在高抗体浓度下也表现出低中和或不中和。这种可变性强调了开发针对猪源性流感病毒的单克隆抗体疗法的挑战,因为已知表位之外的抗原差异可能会降低其有效性。
对照实验采用 CDC 抗病毒敏感性参考病毒面板。对于遗传分析,生成并分析了全基因组序列。
研究结果
从 2013 年 1 月到 2024 年 4 月,美国 22 个州报告了 167 例由变种流感病毒引起的人类感染,包括甲型 H1N1 流感病毒、甲型 H1N1 流感病毒和甲型 H3N2 流感病毒病例。
147 个变异病毒的遗传分析鉴定出与抗病毒抗性相关的分子标记。除了一种变异外,所有变异在 M2 蛋白中都有一个赋予抗性的替代(S31N),而没有检测到神经氨酸酶抑制剂(NAIs)的已知标记。该研究提供了抗病毒耐药机制的重要见解,强调了分子监测在识别可能影响治疗结果的标志物方面的重要性。
然而,A/Iowa/02/2021 (H1N1)v 具有 S247N 替代,这降低了奥司他韦对 A(H5N1) 的抑制作用。在聚合酶酸性蛋白中也发现了一些与降低巴洛昔韦敏感性相关的取代。
易感性评估显示,所有变异病毒对 NAIs 都保持易感性,其中大多数病毒对奥司他韦、扎那米韦、帕拉米韦和拉那米韦表现出有效的抑制作用。与其他亚型相比,A(H1N2)v 具有更高的半最大抑制浓度(IC50)值。
对于巴洛昔韦,A/Iowa/33/2017 (H1N1)v 由于 I38M 的替代,其易感性降低了 27 倍,而其他病毒没有表现出任何影响。巴洛昔韦易感性的显著降低突出了耐药性突变损害抗病毒疗效的可能性,特别是在猪源病毒中。
抗原分析表明,最近的变异病毒对候选疫苗病毒的反应性降低,表明猪源流感病毒的抗原进化。针对血凝素(HA)的人单克隆抗体的中和试验显示,不同亚型的中和效果不同,CR9114 对 A(H1)v 的中和效果略高。然而,中和效果的广泛差异表明,目前的候选疫苗可能需要更新,以跟上在猪源病毒中观察到的抗原变化。
总的来说,该研究强调需要持续监测变种流感病毒的抗病毒药物敏感性,以确保治疗策略对新出现的病毒株仍然有效。
虽然这项研究提高了我们对变异流感病毒的流行病学、易感性和潜在威胁的理解,但它受到病毒检测不完整、解释表型数据方面的挑战以及抗病毒药物易感性结果的测定依赖变异性的限制。该研究指出,由于缺乏临床相关耐药性和分析变异性的标准化相关性,表型数据解释尤其具有挑战性。研究结果强调了建立亚型特异性基线和协调实验室方法以提高抗病毒药物敏感性评估准确性的重要性。
研究结论
总之,该研究提供了一种标准化猪源性流感病毒检测方法和改进实验室结果解释的方法,最终增强了我们对具有潜在大流行威胁的病毒的理解。通过改进抗病毒药物敏感性测试和跟踪猪源病毒的抗原进化,该研究为公共卫生准备和大流行风险评估提供了重要见解。
期刊参考
Gao R, Pascua PNQ, Chesnokov A, Nguyen HT, Uyeki TM, Mishin VP, et al. Antiviral susceptibility of swine-origin influenza A viruses isolated from humans, United States. Emerg Infect Dis. 2024 Nov DOI: 10.3201/eid3011.240892, https://wwwnc.cdc.gov/eid/article/30/11/24-0892_article
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