李 茜 李 霆 吳紹強(qiáng) 林祥梅 韓雪清

（中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院 北京 100029）

D型流感病毒研究概述

李 茜 李 霆 吳紹強(qiáng) 林祥梅*韓雪清**

（中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院 北京 100029）

從病原學(xué)、致病性、致病機(jī)制、實(shí)驗(yàn)室診斷、流行情況等方面對D型流感病毒的最新研究進(jìn)展進(jìn)行概述，以期增強(qiáng)人們對該病毒的認(rèn)識，并為該病的防控提供科學(xué)依據(jù)。

流感病毒；D型流感病毒；致病機(jī)制

1 前言

流感是流感病毒（Influenza Virus）引起的嚴(yán)重危害公共衛(wèi)生和畜牧業(yè)發(fā)展的人畜共患傳染病。以前根據(jù)核蛋白的抗原性可將流感病毒分為3類：A型、B型和C型流感病毒（IAV、IBV、ICV）。近幾年來又發(fā)現(xiàn)了D型流感病毒（Influenza D virus，IDV）的存在。IDV是正黏病毒科（Orthomyxoviridae），流感病毒屬的成員，主要侵害呼吸道。D型流感是由IDV引起的接觸性病毒性傳染病，主要感染豬、牛等，其中牛是IDV的主要天然宿主。2011年該病毒首次在美國由Ben Hause從類似流感癥狀的豬體內(nèi)分離出，2013年又在牛體內(nèi)分離出，通過反轉(zhuǎn)錄PCR和血清學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)IDV在美國牛群中廣泛傳播[1]。近幾年來IDV有進(jìn)一步蔓延發(fā)展的趨勢，法國、意大利、日本多個(gè)國家和地區(qū)檢測到該病毒，2014年在中國山東牛群中也檢測到了該病毒的存在。IDV的存在會使得動(dòng)物機(jī)體抵抗力下降，進(jìn)而引起其他病毒或細(xì)菌的感染，給養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大損失，因此，對IDV的預(yù)防非常重要。

2 IDV概述

2.1 病原學(xué)研究

IDV粒子呈球形，直徑為100-120 nm，有包膜結(jié)構(gòu)，而且包膜上含有10-13 nm長的刺突。IDV的遺傳物質(zhì)為單股負(fù)鏈、分節(jié)段RNA，其基因組由7個(gè)節(jié)段組成（每個(gè)節(jié)段都在1 000-2 400 bp），能夠編碼9種蛋白。其中第1、2、3個(gè)節(jié)段編碼3個(gè)RNA聚合酶的亞單位：PB1、PB2和P3；第4個(gè)節(jié)段負(fù)責(zé)編碼HEF，HEF蛋白相當(dāng)于IAV或IBV 的HA和NA蛋白；第5個(gè)節(jié)段負(fù)責(zé)編碼NP，第6個(gè)節(jié)段負(fù)責(zé)編碼M2和M1；第7個(gè)節(jié)段編碼的是兩個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白：NS1 和 NEP。ORF（open reading frame）分析除了最小的節(jié)段含有兩個(gè)ORF外其他每個(gè)節(jié)段都含有一個(gè) ORF[2，3]。

進(jìn)化分析表明IDV與IAV和IBV差異很大，而與ICV最為相似。氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn)IDV跟ICV有50%的同源性，此外IDV的受體跟ICV相同，均為9-O乙酰唾液酸受體。但是RNA-seq表明IDV的HEF蛋白與ICV的HEF蛋白相比有保守區(qū)但是結(jié)合位點(diǎn)不同，所以IDV與ICV沒有血清學(xué)交叉反應(yīng)[1，2，4]。

不同宿主的IDV存在差異性，研究表明牛的IDV片段和豬的IDV有96%的同源性，兩種宿主的IDV之間差異最大的是HEF和M，同源性最高的片段是PB1和NS，分別有98.9%-99.1%和98.8%-99.2%的一致性[1]。中國分離的牛IDV毒株跟美國分離的毒株有94%-99%的同源性[5]。

2.2 致病性及致病機(jī)制

2.2.1 致病性

牛是IDV主要宿主，由于母源性抗體在6個(gè)月后逐漸減少，所以斷奶后的小牛更容易被感染[3]。研究表明，除了牛以外，豬、雪貂、豚鼠以及山羊和綿羊等小反芻獸也可以感染該病毒[1，2，6，7]，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物雪豹和豚鼠最易感染[8]，但是家禽雞和火雞都不能被感染[7，9]。

IDV主要通過直接接觸感染宿主，表現(xiàn)出呼吸道疾病癥狀和呼吸道炎癥，但癥狀溫和。接觸感染比接種感染病毒復(fù)制能力強(qiáng)、引起的癥狀更明顯，可能是因?yàn)镮DV有宿主適應(yīng)性。推測流感病毒表型的改變與宿主適應(yīng)性有關(guān)，研究表明IAV在野豬、家豬和小鼠上就存在這種適應(yīng)性改變，暗示了IDV在模型動(dòng)物豚鼠上也存在這種變化[6，10-13]。當(dāng)牛感染IDV以后，病毒主要分布在鼻腔、氣管、支氣管、肺葉組織內(nèi)，會引起呼吸道上皮細(xì)胞變薄以及中性粒細(xì)胞浸潤[14]。當(dāng)其他動(dòng)物比如豬、雪貂和豚鼠感染此病毒時(shí)，病毒主要在鼻腔內(nèi)復(fù)制。

IDV可以通過飛沫和污染物進(jìn)行傳播，是引起呼吸道綜合征的一種，雖然致病性很弱，但是它能夠促進(jìn)其他病原體的入侵，最終嚴(yán)重影響動(dòng)物的健康[14]。眾所周知牛呼吸道疾病綜合征是由多種病毒或細(xì)菌引起的呼吸道疾病，近期宏基因組學(xué)研究表明牛腺病毒3型、牛鼻炎病毒A型和IDV是與牛呼吸道疾病有關(guān)的前3個(gè)主要病毒。對加利福尼亞奶牛的研究結(jié)果表明，IDV感染可以促進(jìn)其他病毒的入侵或者是加劇病情[15]。此外，環(huán)境因素也很重要，特別是棚舍密閉、濕度大、運(yùn)輸應(yīng)激等都會加劇病情。

2.2.2 致病機(jī)制

IDV受體的分布存在宿主差異和器官差異，這就決定了IDV的宿主易感性和器官易感性。IDV的受體是9-O乙酰唾液酸受體，研究發(fā)現(xiàn)不同宿主靶器官的唾液酸與糖鏈結(jié)合方式不同，因此形成不同的唾液酸寡糖。唾液酸通過其第二位碳原子以2-3或2-6糖苷鍵鏈接在糖鏈末端的半乳糖基上，人的氣管上皮細(xì)胞膜上有SAa2，6Gal唾液酸寡糖而沒有SAa2，3Gal唾液酸寡糖，豚鼠的肺部只有SAa2，3Gal唾液酸寡糖，但是有些動(dòng)物靶器官的細(xì)胞表面含有上述兩種受體，如豬的氣管上皮細(xì)胞，豚鼠的鼻腔上皮細(xì)胞和氣管上皮細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)牛的IDV受體是SAa2，6Gal唾液酸寡糖和 SAa2，3Gal唾液酸寡糖，然而豬的IDV受體是SAa2，6Gal唾液酸寡糖，而不是SAa2，3Gal唾液酸寡糖[6]。豬IDV感染雪貂和豬以后只在上呼吸道內(nèi)復(fù)制，并不在下呼吸道和肺內(nèi)復(fù)制；但是牛的IDV在牛、豬和豚鼠的上呼吸道和下呼吸道內(nèi)均可復(fù)制[6]。

糖微點(diǎn)陣芯片實(shí)驗(yàn)證明了IDV跟ICV類似都能結(jié)合9-O乙酰唾液酸受體及其多種衍生物，結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)IDV通過表面唯一的糖蛋白HEF結(jié)合9-O乙酰唾液酸受體及其衍生物[2，16]。IDV的HEF受體結(jié)合位點(diǎn)的230-helix和270-loop之間存在著一個(gè)開放通道，但是在ICV的HEF相同的位置，則沒有開放的通道，230-helix的K235和270-loop的D269形成鹽橋相互作用，將270-loop拉高與230-helix相連，關(guān)閉了該通道。研究表明IDV的HEF蛋白受體結(jié)合位點(diǎn)的開放通道有著重要意義，它使得IDV能夠容納多種類型的糖環(huán)構(gòu)象，從而結(jié)合9-O乙酰唾液酸受體及其多種衍生物，為其廣泛的細(xì)胞嗜性提供了良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。組織免疫熒光實(shí)驗(yàn)表明IDV的HEF能結(jié)合人、豬和牛的氣管纖毛上皮細(xì)胞[16]。

2.3 實(shí)驗(yàn)室診斷

目前針對IDV的診斷并沒有什么特殊的方式，與其他類型流感一樣主要利用分子生物學(xué)和血清學(xué)檢測技術(shù)。分子生物學(xué)檢測技術(shù)主要包括：普通RT-PCR、熒光定量RT-PCR和糖微點(diǎn)陣芯片等。血清學(xué)檢測技術(shù)主要包括血凝反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、血凝抑制實(shí)驗(yàn)。此外還可以通過免疫組化等方法進(jìn)行檢測。

2.4 流行情況

IDV最初在患有呼吸道疾病的豬體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，后來科學(xué)家陸續(xù)在患病的甚至是健康的牛體內(nèi)分離到該病毒，目前已經(jīng)在美國、中國、法國、意大利、日本多個(gè)國家和地區(qū)檢測到該病毒[1，2-5，13，15，17-19]。

2011年4月美國明尼蘇達(dá)州沃辛頓紐波特實(shí)驗(yàn)室的Ben Hause從類似流感癥狀的15周齡豬體內(nèi)分離得到IDV，命名為D/swine/Oklahoma/1334/2011[2]。這是首次在豬體內(nèi)分離出IDV，對流感病毒的研究有著里程碑的意義。

2013年Ben Hause又在牛體內(nèi)分離到了IDV，通過反轉(zhuǎn)錄PCR和血清學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)IDV在美國牛群中廣泛傳播[1]。

2014年中國動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心禽病監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)中國牛群中也存在IDV[5]。

2011-2014年，Mariette F等在法國牛群也檢測到了IDV[17]。

2015 年，Chiara Chiapponi和 Silvia Faccini對意大利的豬群和牛群進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)IDV可以通過呼吸道疾病在兩者中傳播，并且在2014年和2015年從意大利牛體內(nèi)檢測到了IDV（D/bovine/Italy/1/2014 和 D/bovine/Italy/46484/2015），在豬體內(nèi)檢測到了 IDV（D/swine/Italy/199723-3/2015）[19]。

2016年，Murakami S E M等利用血凝抑制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)日本境內(nèi)牛群中也存在IDV[18]。

Ng T F等用宏基因組學(xué)的方法研究發(fā)現(xiàn)50頭患有呼吸道疾病的奶牛中有62%的牛攜帶IDV，這些?；旌细腥九Ｏ俨《?、牛鼻炎病毒以及其他呼吸道疾病相關(guān)的病原體[15]。另外通過病毒學(xué)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)患有呼吸道疾病的55頭牛中有23.6%的攜帶IDV，但是在同一個(gè)棚舍的82頭健康的牛里只有2.4%的牛檢測到了IDV[3]，這樣的結(jié)果暗示有臨床癥狀的牛更容易檢測到IDV的存在。Ducatez M F研究發(fā)現(xiàn)在美國患有呼吸道疾病的牛群中IDV的檢出率為4.5%，在法國為 4.8%[4，17]；在中國健康的成年牛里有0.7%的牛檢測到IDV的存在[5]；在美國小反芻動(dòng)物綿羊中IDV檢出率為13.5%，山羊中為13.3%，但是在雞和火雞中沒有檢測到[7]。在316份人類血清樣品中有1.3%的樣品中含有IDV，因此必須警惕和防范IDV對公共安全的威脅[13]。

3 小結(jié)

IDV是一種新型流感病毒，目前針對該病的科學(xué)研究尚處于起步階段，許多科學(xué)問題有待于進(jìn)一步闡明，如在自然條件下IDV可否通過基因重組/重配的方式增強(qiáng)致病力，該病的宿主范圍以及公共衛(wèi)生學(xué)意義等，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)對該病的認(rèn)識和防范。雖然到目前為止沒有關(guān)于IDV對人造成巨大致病性的報(bào)道，但是IDV存在通過致病性增強(qiáng)引起流感大爆發(fā)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。為此，應(yīng)該盡快開展該病的檢測研究，建立快速、靈敏、特異的病原學(xué)和血清學(xué)檢測方法，將該病遏制在萌芽階段，切實(shí)保護(hù)中國的畜牧業(yè)健康發(fā)展，保護(hù)公共衛(wèi)生安全，減少國民經(jīng)濟(jì)損失。

[1]Hause B M，Collin E A，Liu R，et al.Characterization of a novel influenza virus in cattle and Swine：proposal for a new genus in the Orthomyxoviridae family[J].MBio，2014，5（2）：e00031-00014.

[2]Hause B M，Ducatez M，Collin E A，et al.Isolation of a novel swine influenza virus from Oklahoma in 2011 which is distantly related to human influenza C viruses[J].PLoS Pathog，2013，9（2）：e1003176.

[3]Ferguson L，Eckard L，Epperson W B，et al.Influenza D virus infection in Mississippi beef cattle[J].Virology，2015，486：28-34.

[4]Collin E A，Sheng Z，Lang Y，et al.Cocirculation of two distinct genetic and antigenic lineages of proposed influenza D virus in cattle[J].J Virol，2015，89（2）：1036-1042.

[5]Jiang W M，Wang S C，Peng C，et al.Identification of a potential novel type of influenza virus in Bovine in China[J].Virus Genes，2014，49（3）：493-496.

[6]Sreenivasan C，Thomas M，Sheng Z，et al.Replication and Transmission of the Novel Bovine Influenza D Virus in a Guinea Pig Model[J].J Virol，2015，89（23）：11990-12001.

[7]Quast M，Sreenivasan C，Sexton G，et al.Serological evidence for the presence of in fluenza D virus in small ruminants[J].Veterinary Microbiology，2015，180：281-285.

[8]Belser J A，Katz J M，Tumpey T M.The ferret as a model organism to study influenza A virus infection [J].Dis Model Mech，2011，4（5）：575-579.

[9]White S K，Ma W，McDaniel C J，et al.Serologic evidence of exposure to influenza D virus among persons with occupational contact with cattle[J].J Clin Virol，2016，81：31-33.

[10]Sun H，Cunningham F L，Harris J，et al.Dynamics of virus shedding and antibody responses in influenza A virus-infected feral swine[J].J Gen Virol，2015，96（9）：2569-2578.

[11]Mase M，Tanimura N，Imada T，et al.Recent H5N1 avian influenza A virus increases rapidly in virulence to mice after a single passage in mice[J].J Gen Virol，2006，87 （Pt 12）：3655-3659.

[12]Wei K，Sun H，Sun Z，et al.Influenza A virus acquires enhanced pathogenicity and transmissibility after serial passages in swine[J].J Virol，2014，88（20）：11981-11994.

[13]Ferguson L，Olivier A K，Genova S，et al.Pathogenesis of Influenza D Virus in Cattle[J].J Virol，2016，90（12）：5636-5642.

[14]Lim K，Hyun Y M，Lambert-Emo K，et al.Neutrophil trails guide influenza-specific CD8 （+） T cells in the airways[J].Science，2015，349（6252）：aaa4352.

[15]Ng T F，Kondov N O，Deng X，et al.A metagenomics and casecontrol study to identify viruses associated with bovine respiratory disease[J].J Virol，2015，89（10）：5340-5349.

[16]Song H，Qi J，Khedri Z，et al.Correction：An Open Receptor-Binding Cavity of Hemagglutinin-Esterase-Fusion Glycoprotein from Newly-Identified Influenza D Virus：Basis for Its Broad Cell Tropism[J].PLoS Pathog，2016，12（3）：e1005505.

[17]Ducatez M F，Pelletier C，Meyer G.Influenza D virus in cattle，F(xiàn)rance，2011-2014[J].Emerg Infect Dis，2015，21（2）：368-371.

[18]Murakami S E M，Kobayashi T，Takenaka-Uema A，et al.Influenza D Virus Infection in Herd of Cattle[J].Emerg Infect Dis，2016，22（8）：1517-1519.

[19]Chiapponi C，F(xiàn)accini S，De Mattia A，et al.Detection of Influenza D Virus among Swine and Cattle，Italy[J].Emerg Infect Dis，2016，22（2）：352-354.

An Overview of Research Progress on Influenza D Viruses

LI Xi， LI Ting， WU Shaoqiang， LIN Xiangmei*， HAN Xueqing**
（Chinese Academy of Inspection and Quarantine， Institute of Animal Quarantine，Beijing 100029， China）

In order to enhance the awareness of Influenza D virus （IDV） and to provide the scientific basis for the prevention and control of the disease，the latest research progress in the aspects of etiology，pathogenicity，pathogenic mechanism，laboratory diagnosis and epidemic situation for IDV will be summarized in this review.

Influenza Virus；Influenza D Virus；Pathogenicity

R185

E-mail：243397182@163.com；*通訊作者E-mail：linxm@caiq.gov.cn；**通訊作者E-mail：hanxq@caiq.gov.cn

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目 （973項(xiàng)目） （2011CB504704-X）；中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（2014JK007）；十二五國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 （2013BAD12B01）

2017-02-17