H5N1禽流感病毒基因型D1.1在人类呼吸道类器官中的适应性优势及其公共卫生意义

《The Journal of Infectious Diseases》：Avian influenza virus A(H5N1) genotype D1.1 is better adapted to human nasal and airway organoids than genotype B3.13

本刊推荐：为探究北美地区H5N1禽流感病毒基因型D1.1与B3.13对人类致病性差异的机制，研究团队通过构建人源鼻腔/气道类器官转染模型（hNOtm/hLAOtm），发现D1.1基因型病毒在6例供体来源的呼吸道模型中复制能力显著优于B3.13，且对α2,3-和α2,6-唾液酸（SA）受体结合力更强。该研究首次揭示D1.1基因型可能通过增强人类呼吸道适应度导致重症感染，为流感病毒跨种传播风险评估提供关键实验证据。

　　

2024年3月，北美地区首次出现H5N1禽流感病毒在奶牛中暴发并传播至人类的疫情。与传统高致死率H5N1病毒不同，此次流行的clade 2.3.4.4b病毒多数感染者为轻症，但截至2025年5月，北美地区报告的72例人类感染中出现了2例死亡和1例危重症病例。值得注意的是，这些重症病例均感染了基因型D1.1病毒，而此前主要流行的基因型B3.13仅引起轻症。这一现象引发科学界关注：是否D1.1基因型具有更强的人类呼吸道适应能力？

为解答这一问题，香港大学研究团队在《The Journal of Infectious Diseases》发表最新研究，通过比较D1.1与B3.13在人类呼吸道类器官模型中的复制特性，揭示了两者在人类适应性方面的关键差异。

研究团队采用反向遗传学技术重构了基于临床分离株的D1.1和B3.13病毒株，并建立了来自6名成年捐赠者（3例鼻腔类器官、3例气道类器官）的呼吸道类器官转染模型（human nasal organoid-derived transwell monolayers, hNOtm；human lower airway organoid-derived transwell monolayers, hLAOtm）。关键技术包括：病毒反向遗传学拯救、类器官三维培养与分化、病毒滴度测定（空斑试验）、多重细胞因子检测（LEGENDplex^TM）以及唾液酸受体结合特异性分析。

病毒复制动力学比较

在感染72小时内，D1.1病毒在绝大多数类器官模型中的复制滴度显著高于B3.13。在鼻腔类器官中，D1.1的峰值滴度达到10⁴-10⁵ PFU/mL，而B3.13仅为10³-10⁴ PFU/mL。类似趋势在气道类器官中同样存在，表明D1.1在上下呼吸道均具备更高效的复制能力。

宿主免疫反应分析

通过检测13种炎症与抗病毒细胞因子/趋化因子（包括GM-CSF、IFN-α2、IFN-β、IL-6、IP-10等），发现除IL-1β在气道类器官中略有升高外，两基因型病毒引发的免疫应答无显著差异。这一结果提示D1.1的致病性优势可能主要源于复制效率而非免疫病理激活。

受体结合特性解析

受体结合实验显示，D1.1对α2,3-连锁唾液酸（3'SL）和α2,6-连锁唾液酸（6'SL）的结合力均强于B3.13，但其6'SL/3'SL结合比例未发生改变，说明D1.1通过增强整体受体亲和力而非改变受体偏好性来提升感染效率。

研究结论指出，D1.1基因型在人类呼吸道类器官中表现出优于B3.13的复制能力与受体结合特性，这可能是其导致重症临床结局的关键机制。值得注意的是，本研究使用的D1.1病毒携带HA E186D、HA Q222H和PB2 E627K等已知哺乳动物适应标记，这些突变可能共同贡献了其表型优势。随着D1.1在北美奶牛群中持续传播，其进一步适应人类的风险亟待通过类器官模型等工具进行持续监测。该研究为禽流感病毒的跨种传播风险评估提供了新型实验平台与重要理论依据。