PB2-627V突变增强禽流感病毒跨宿主传播风险:突破ANP32宿主限制的双重适应性机制

【字体: 时间:2025年08月28日 来源:Journal of Virology 3.8

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  (编辑推荐)本研究首次系统揭示禽流感病毒(AIV)PB2-627V突变通过协同利用禽类与人类ANP32A蛋白,赋予病毒在禽类和哺乳动物宿主的双重适应能力。该变异在H9N2/H7N9/H3N8等多亚型中稳定存在,可促进雪貂气溶胶传播,为AIV跨种传播提供了新型分子标记。

  

PB2-627V突变在禽流感病毒中的流行病学特征

通过对全球42,297条PB2基因序列的分析,研究发现PB2-627V变异在2010年代后呈现爆发式增长,主要分布于中国(61.7%)及中东、欧洲等地。该变异在H9N2(64.5%)、H7N9(9.9%)和H5N6(9.1%)等亚型中高频出现,甚至在2.3.4.4b分支H5N1病毒中也有检出。系统发育分析显示,PB2-627V已形成独立进化簇,在人类分离株中出现频率显著高于禽类宿主。

分子机制:双重宿主适应的结构基础

冷冻电镜结构解析表明,PB2-627V通过改变蛋白表面电荷分布,部分逆转了PB2-627E的负电特性。这种中性氨基酸变异使病毒聚合酶能同时结合禽类ANP32A(chANP32A)和人类ANP32A(huANP32A):

  • 在鸡源DF-1细胞中,PB2-627V的聚合酶活性与野生型PB2-627E相当

  • 在人源293T细胞中,其活性提升11.8-23.6倍,接近PB2-627K水平

  • ANP32双敲除(DKO)细胞实验证实,PB2-627V可特异性利用chANP32A和huANP32B

跨物种感染能力的实验验证

采用反向遗传学构建的H9N2627V病毒展现出独特的宿主适应性:

  • 禽类模型:在SPF鸡中,病毒载量(106.8 EID50/mL)显著高于PB2-627K变异体,肺组织NP蛋白阳性细胞增加3倍

  • 哺乳动物模型

    • 小鼠肺部病毒滴度达105.5 TCID50/g,与PB2-627K相当

    • 雪貂接触传播率100%,气溶胶传播延迟2天但效率相当

  • 遗传稳定性:连续鸡群传代5代后,iSNV频率保持稳定(0.012%),未出现适应性突变

多亚型普适性研究

在H7N9和H3N8病毒背景下的实验显示:

  • PB2-627V维持了禽类宿主的复制效能(鸡肺病毒载量107.2 EID50/g)

  • 显著增强哺乳动物感染性:小鼠肺组织病理评分提升2级,病毒载量增加100倍

公共卫生意义与监测建议

该研究首次提出PB2-627V作为AIV zoonotic risk的新型分子标记:

  1. 1.

    突破ANP32宿主限制的"通用钥匙"机制

  2. 2.

    在禽类种群中的持续流行特性

  3. 3.

    多亚型(包括高致病性H5N1)的跨宿主传播潜力

    建议将PB2-627V纳入全球流感监测网络的核心预警指标,特别是对H9N2内部基因供体病毒的监测。

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