呼吸道合胞病毒与季节性流感在美国的潜在竞争性交互作用：基于多组学数据的生态与进化机制解析

本研究针对呼吸道合胞病毒(RSV)与季节性流感在美国的共循环现象，通过整合2011-2019年区域流行病学监测数据与病毒基因组进化分析，首次构建双病原体传播动力学模型。研究发现RSV呈现持续性局部传播模式，而流感病毒表现出季节性更替特征，两者存在显著负相关（r=-0.33至-0.41）。模型验证显示交叉免疫（χ=0.45-0.87）是主要竞争机制，为呼吸道病毒联合防控策略提供理论依据。

　　

呼吸道病毒间的交互作用一直是传染病学研究的重要课题。在美国，呼吸道合胞病毒(RSV)和季节性流感每年导致大量呼吸道感染病例，两者流行季节高度重叠但具体相互作用机制尚不明确。随着RSV疫苗的研发进展和流感防控策略的优化，理解这两种病原体的生态竞争关系变得尤为迫切。

美国乔治亚大学传染病生态中心(Center for Ecology of Infectious Diseases, University of Georgia)的Jiani Chen、Justin Bahl等研究人员在《Epidemics》发表研究，通过整合多源数据揭示了RSV与流感病毒在美国的竞争性交互机制。研究团队创新性地将流行病学监测数据与病毒进化分析相结合，构建了包含16个微分方程的双病原体传播模型，首次量化了两种病毒在人群水平的竞争强度。

研究采用四大关键技术方法：(1)收集美国10个HHS区域2011-2019年RSV PCR检测数据和流感亚型(IAV/IBV)监测报告；(2)从GISAID数据库获取RSV G基因(ON1/BA型)和流感HA片段(H1/H3/Victoria/Yamagata)序列进行贝叶斯系统发育分析；(3)基于GMRF Skyride模型估算病毒有效种群大小和基本再生数R₀；(4)建立包含易感(S)、感染(I)、交叉保护(C)、康复(R)等状态的季节性强制的双病原体传播模型，通过轨迹匹配算法优化参数估计。

季节性与进化动态

监测数据显示RSV与流感在各区域的流行规模和峰值时间存在显著差异。系统发育分析揭示关键差异：流感病毒呈现明显的季节性种群波动，而RSV的G基因谱系显示持续存在的进化特征，ON1型RSV-A的TMRCA(最近共同祖先时间)随时间延长，提示可能存在区域性持续传播。

种群水平竞争证据

病毒有效种群大小的相关性分析显示，RSV-A ON1型与流感H3、H1及Victoria系存在显著负相关(r=-0.33至-0.30)，RSV-B BA型与Yamagata系的负相关更强(r=-0.41)。这种负相关模式在区域层面同样显著，如HHS区域1中RSV与IAV的交叉免疫参数χ=0.55。

传播模型验证机制

通过比较四种假设模型（无交互/共感染抑制/交叉免疫/双重机制），发现交叉免疫是最佳解释机制。在多数区域，感染一种病毒可使另一种病毒的感染风险降低31-55%（χ=0.45-0.69）。模型拟合显示，加入共感染抑制参数ψ对改善拟合优度贡献有限，支持短期交叉免疫是主要驱动力。

该研究首次通过多尺度数据融合揭示了RSV与流感在美国的生态竞争关系。进化分析表明两种病毒采取不同的传播策略——流感依赖抗原漂移实现季节性更替，而RSV可能通过区域性持续传播维持流行。传播动力学模型证实，由先天免疫激活诱导的交叉保护（持续约6个月）是种群水平竞争的主要机制，这为理解呼吸道病毒的共循环规律提供了新视角。研究成果对优化疫苗接种策略具有重要启示：针对单一病毒的干预措施可能会改变另一种病毒的流行动态，未来需要开发兼顾多种呼吸道病毒的联合防控方案。特别值得注意的是，研究发现不同HHS区域的竞争强度存在差异，提示需要根据区域特征制定精准防控策略。这项研究建立的"监测-进化-建模"整合分析框架，也为研究其他共循环病原体的相互作用提供了方法论参考。