中国2021-2023年鸭甲肝病毒3型流行规律及VP1蛋白变异特征解析

《Powder Technology》：Isolation and Identification of Duck Hepatitis A Virus Type III and Analysis of VP1 Protein Variation in China, 2021-2023

本文针对2021年以来我国主要养鸭地区DHAV-3疫情频发、疫苗保护效果受挑战的现状，系统开展了病毒分离鉴定、全基因组测序及VP1蛋白变异分析。研究发现GI-a亚型为绝对优势流行株（91.3%），首次揭示VP1蛋白C末端α-螺旋延伸和β-片层延长等结构变异特征，为DHAV-3分子流行病学监测和疫苗株筛选提供了关键数据支撑。

　　

近年来，我国养鸭产业面临着一个严峻挑战：原本通过疫苗接种得到有效控制的鸭病毒性肝炎（Duck Viral Hepatitis, DVH）疫情，自2021年中以来出现明显反弹。更令人担忧的是，疫情元凶发生了转变——鸭甲肝病毒3型（Duck Hepatitis A Virus Type 3, DHAV-3）逐渐取代DHAV-1成为主要致病血清型，检测率持续攀升，造成严重经济损失。现有疫苗对变异株的保护效果受到挑战，病毒通过氨基酸替换实现免疫逃逸的现象日益突出，这背后究竟隐藏着怎样的分子机制？病毒发生了哪些关键变异？当前流行株的遗传特征又是如何？这些问题亟待解答。

为揭示DHAV-3的分子流行病学规律，中国农业科学院动物科学研究所的研究团队在《Powder Technology》上发表了最新研究成果。研究人员于2021-2023年在我国主要养鸭省份系统采集临床样本，通过鸭胚原代成纤维细胞（DEF）分离病毒，对23株DHAV-3分离株进行VP1基因测序，并对3株代表性毒株完成全基因组测序，结合系统进化分析和蛋白结构预测，全面解析了当前流行株的遗传特征和变异规律。

研究采用多项关键技术方法：从临床发病鸭肝脏样本中分离病毒，使用鸭胚原代成纤维细胞（DEF）进行病毒培养；通过Illumina NovaSeq 6000平台进行全基因组测序，采用CLC Genomics Workbench进行序列组装；利用MEGA X软件构建系统进化树，使用I-TASSER进行VP1蛋白三维结构预测。

鸭甲肝病毒3型分离鉴定

研究人员从呈现典型神经症状或急性死亡的病鸭中采集肝脏组织，通过病理学观察发现感染DHAV-3的雏鸭肝脏明显肿大、充血坏死。病毒接种DEF细胞36小时后出现明显细胞病变效应（CPE），表现为细胞收缩、破碎、分布散乱。经过三代盲传，成功获得23株纯化DHAV-3病毒分离株，覆盖山东、内蒙古、河南等九个省份，其中山东、内蒙古、河南三地的分离率最高，表明DHAV-3已在我国主要养鸭区域广泛流行。

DHAV-3分离株基因组特征分析

对三株代表性毒株（CF1224、DZ0918和XY1118）的基因组结构分析显示，其基因组长度分别为7 788 bp和7 789 bp，差异极小。5'UTR（1-652 bp）和ORF（653-7 408 bp）区域高度保守，3'UTR仅存在单碱基差异（366 bp/367 bp），poly(A)尾长度均为14 bp。蛋白特征分析表明，多聚蛋白可切割为多个功能蛋白，其中结构蛋白集中在P1区，VP1蛋白（240 aa）是病毒衣壳的关键组成部分。

DHAV-3毒株遗传进化分析

基于VP1基因序列的系统进化分析将23株分离株划分为三大分支：GI-a、GI-b和GII。其中21株（91.3%）属于GI-a分支，2株（8.7%）属于GI-b分支。在GI-a型内部，XZ1223和XJ0926遗传距离较近，聚为同一亚分支；其余19株与参考株HNAY2024和WKX03遗传距离接近，聚为另一亚分支。全基因组进化分析进一步证实GI型为2021-2023年间的绝对优势流行株。

DHAV-3毒株同源性分析

VP1片段核苷酸和氨基酸序列同源性分析显示，GI-a型分离株与同亚型参考株（WKX03、ZP）的核苷酸同源性为97.5%-99.2%，氨基酸同源性为97.5%-100%，表明GI-a型分离株在亚型内遗传高度保守。而与GI-b参考株（NC、KH02）的核苷酸同源性约为89.6%-91.1%，氨基酸同源性约为89.6%-92.9%；与GII参考株（YT-BX、GD1）的核苷酸同源性为94%-95.6%，氨基酸同源性为94.6%-97.5%。GI-b型分离株在亚型内也表现出极高的遗传稳定性。

DHAV-3 VP1蛋白氨基酸突变位点分析

对2021-2023年DHAV-3毒株VP1蛋白突变位点的时序分析发现，2021年分离株存在两个共享突变位点（12和185），2022年扩展至四个（12、185、188和210），2023年则为12、185、188和207。其中12位点（M→V）和185位点（R→Q）在三年间持续存在，已成为稳定的分子标记。基于GI-a和GI-b进化分支代表株的基因突变位点分析共鉴定出11个突变位点，主要发生在结构蛋白羧基末端。I-TASSER三维结构预测显示，这些变异导致末端结构发生明显改变：一个随机卷曲向α-螺旋转变（aa 184-188），一个α-螺旋延伸（aa 211-218），三个β-片层延长（aa 73-84；aa 118-124；aa 158-166）。

研究结论表明，我国DHAV-3流行以GI-a亚型为主导，病毒基因组结构保持稳定，VP1蛋白C末端的结构性变异可能是影响病毒抗原性和免疫逃逸能力的关键因素。特别是M2V和R185Q这两个持续存在的氨基酸替换，可作为有效的分子标记用于流行株监测和疫苗株筛选。这些变异引起的α-螺旋延伸、β-片层延长等结构改变，可能重塑病毒表面抗原表位，影响中和抗体的结合能力，这为解释疫苗保护效果下降提供了结构生物学依据。

该研究首次系统揭示了2021-2023年间我国DHAV-3的分子流行病学特征和VP1蛋白变异规律，不仅为疫情监测和防控提供了重要基础数据，也为针对性的疫苗设计和新一代诊断技术开发指明了方向。未来需要建立基于关键突变位点的快速分型方法，开展交叉中和试验评估抗原距离，并通过反向遗传学验证VP1变异的功能意义，同时扩大监测范围至亚临床感染和环境样本，构建更加完善的预警体系。