2024年芬兰军事驻地HAdV-7严重暴发前后人腺病毒的分子特征研究

《Influenza and Other Respiratory Viruses》：Molecular Characterization of Human Adenoviruses Before and After a Severe HAdV-7 Military Outbreak in Finland in 2024

　　

摘要专业翻译 背景 2024年，芬兰军事驻地发生了一起由人腺病毒7d型（HAdV-7）引起的严重暴发疫情。为支持疫情控制，研究实施了分子分型。本研究旨在通过回顾性监测确定2013—2023年间芬兰驻地循环的腺病毒型别，并回顾既往发现，以更好地理解促成2024年暴发的因素。 方法 通过常规监测（2013—2023年）和强化监测（2024—2025年）收集的腺病毒阳性呼吸道样本，采用针对3、4、7、11、14、16和21型别的型特异性PCR检测进行分型。对11份选定样本进行了全基因组测序。对2023年末感染HAdV-7的应征士兵开展了指示病例访谈。 结果 2013—2023年间，在497份已分型样本中，HAdV-4最为常见（n = 446；89.7%），其次为HAdV-3（n = 25；5%）。检测到的其他型别包括HAdV-21（n = 11；2.2%）、HAdV-7（n = 6；1.2%）和HAdV-11（n = 1；0.2%）。HAdV-4在2013—2017年间占主导地位，HAdV-3则在2018—2019年间占优。2024年2月至2025年6月期间，共对1692份腺病毒阳性呼吸道样本进行了分型。检测到的腺病毒型别为HAdV-4（n = 1133；67%）、HAdV-7（n = 440；26%）、HAdV-4与HAdV-7共检出（n = 70；4.1%）以及HAdV-14（n = 1；0.1%）。流行病学调查和全基因组测序数据揭示，与2024年暴发相关的腺病毒（HAdV-7d）早在2023年就已在芬兰驻地中循环。 结论 2024年暴发的严重程度可能反映了HAdV-7在芬兰既往循环有限。尽管HAdV-7在2025年仍在应征士兵中持续循环，但疫情严重程度有所缓解，这可能归因于在主动监测指导下实施的有效预防措施。

论文解读

一、研究背景与目的

人腺病毒（Human Adenovirus，HAdV）属于腺病毒科（Adenoviridae）乳腺腺病毒属（Mastadenovirus），可分为七个种（A–G），包含51种公认血清型及超过100种基因型。不同型别与特定的临床表现相关：3、4、7、14和21型主要引起呼吸道感染，8、19和37型与结膜炎相关，40和41型则导致胃肠道感染。腺病毒在拥挤环境中易引发暴发，大学校园、托儿所、监狱、执法培训中心及养老机构均有相关疫情记录，而军事驻地是最常被报道的暴发场所之一，涉及型别主要为4、7、14和21型。

芬兰法律规定18至60岁男性公民有义务参加国防军事服务，女性可自愿申请。芬兰各军事驻地每年均发生呼吸道病毒暴发，多个驻地参与由芬兰卫生与福利研究所（THL）协调的国家呼吸道病毒监测项目。腺病毒暴发通常在每年2至3月出现，恰逢1月新兵入伍之后。2024年2月至6月，芬兰发生了一起异常严重的腺病毒7d型（HAdV-7）暴发，主要影响军事应征士兵及其密切接触者。暴发期间129名腺病毒感染者住院，30人入住重症监护室（ICU），10人需要体外膜肺氧合（ECMO）治疗，另有6例平民死亡。住院患者中75人（58%）为应征士兵，54人（42%）为平民。

本研究旨在通过实验室分析确定2013至2023年间芬兰驻地循环的腺病毒型别，并与此前已报道的腺病毒循环情况进行比较，以更好地理解促成2024年严重暴发的流行病学因素。此外，研究还试图表征暴发后检测到的腺病毒型别，并评估腺病毒7型是否继续在芬兰驻地环境中循环。

二、研究设计与方法

研究人员共分析了两组样本。第一组为2013至2023年间作为芬兰国家流感和呼吸道病毒常规监测一部分从驻地采集的2580份呼吸道样本，参与驻地数量介于6至23个单位之间，样本采集自符合急性呼吸道感染（ARI）或流感样疾病（ILI）世界卫生组织（WHO）病例定义的应征士兵，样本类型包括鼻咽拭子、鼻咽抽吸物、支气管肺泡灌洗液和痰液。第二组为2024年2月启动并持续至2025年的强化腺病毒监测期间采集的1891份腺病毒核酸初筛阳性呼吸道样本，来自全国5个临床实验室，覆盖18个驻地的芬兰应征士兵。

核酸提取采用Chemagic Viral DNA/RNA 300试剂盒及QIAGEN RNeasy Mini试剂盒完成。腺病毒核酸检测使用针对51种HAdV原型株的探针法PCR检测。分子分型采用针对3、4、7、11、14、16和21型别的型特异性探针法实时PCR检测组合。全基因组测序使用Illumina呼吸道病毒富集试剂盒（杂交捕获方法），在Illumina MiSeq平台上完成测序。序列分析流程包括Kraken 2进行病毒读段分类提取、MEGAHit进行重叠群组装、Bowtie 2进行参考序列比对映射、Samtools进行排序和共有序列生成。系统发育分析使用MAFFT进行序列比对，IQ-TREE以最大似然法（ML）结合HKY+F+I模型和1000次超快自举（UFBoot）重复构建进化树，iTOL用于树的可视化，MEGA12计算配对距离。数据分析使用R 4.5.0版本，同一来源个体的重复样本均被排除以保证样本独立性。

三、研究结果

3.1 2013–2023年呼吸道病毒监测结果

在2580份初筛样本中，503份（19.5%）检出腺病毒核酸。研究期间腺病毒阳性样本的月均数介于0.2至10.4之间，3月为阳性样本月均数最高的月份。2020年5月至2023年1月间有33个月未收集到腺病毒阳性样本，系COVID-19大流行扰乱了呼吸道病毒监测所致。在497份来自应征士兵的腺病毒阳性样本中，HAdV-4最为常见，检出446份（89.7%）；其次为HAdV-3（25份，5%）、HAdV-21（11份，2.2%）、HAdV-7（6份，1.2%）和HAdV-11（1份，0.2%），另有8份（1.6%）型别未确定。型别分布存在明显年度差异：2013至2017年间HAdV-4占主导地位，2018和2019年仅检出HAdV-3，2021至2022年受疫情影响未在636份样本中检出腺病毒。2023年HAdV-7成为最常见型别，所有检出均集中在8月至11月。

3.2 2024年2月至2025年6月强化监测结果

在1692份有效样本中，HAdV-7检出440份（26%），HAdV-4检出1133份（67%），70份（4.1%）样本同时检出两种型别（共检出），其中大部分发生在2024年秋季，另有1份（0.1%）检出HAdV-14，48份（2.8%）型别未确定。2024年春季（2024年第1–25周）HAdV-7占主导地位；2024年秋季（第28–51周）为过渡期，两种病毒型别共同循环；2025年春季（第1–25周）转为HAdV-4主导。2024年春季腺病毒病例分布于全国12个驻地，秋季在大多数驻地再次增加。2025年春季所有采样超过10份的驻地均观察到腺病毒病例，HAdV-4为所有驻地最常见型别，但两个驻地观察到散发性HAdV-7病例。

3.3 系统发育分析结果

研究人员对2023年末采集的两份HAdV-7阳性样本（PX734071和PX778751）进行了全基因组测序。系统发育分析显示，与2024年芬兰暴发相关的参考序列（PQ600596和PQ600589）及本研究产生的序列在约35 kb基因组范围内具有100%的配对核苷酸一致性。与全球已发表参考株相比，与2023年英格兰检出序列（PX491659）的相似性最高（全基因组核苷酸一致性>99.997%），与2025年英格兰报道的毒株（PX491651和PX491691）以及2023年美国校园监测检出的序列（PP591776）也具有相似水平的一致性。暴发序列还与2019年中国儿童医院暴发毒株（MW815977）及2018年美国大学校园毒株（MN307146和PP591776）紧密聚类，三者与暴发序列的核苷酸一致性均>99.99%。此外，研究人员对2013至2017年间采集的9份HAdV-4样本进行了测序，比较分析揭示三个不同聚类，提示这些HAdV-4毒株为独立引入而非在芬兰驻地环境中持续循环。

3.4 指示病例访谈结果

研究人员对2023年夏末和秋季检出的6例HAdV-7病例中的5例进行了追溯访谈。所有受访者均报告高热伴多种呼吸道症状（如咳嗽、咽痛），部分伴有胃肠道症状。多数受访者表示同一 barracks 房间或驻地其他区域同期有数名其他应征士兵出现类似呼吸道感染症状。这些士兵均无需住院治疗，但部分需要卧床休息数日。

四、讨论与结论

历史证据表明HAdV-7在2023年之前就曾在芬兰驻地环境中循环：1960至1970年代国家公共卫生研究所（THL前身）的档案样本中即有多份HAdV-7阳性记录，部分来自驻地医院，具体年份包括1969–1972年、1975年和1977年。1962年赫尔辛基大学眼科医院曾报道HAdV-7暴发，1967至1968年间HAdV-7也在重症腺病毒肺炎患儿中被报道。然而，病毒重新引入芬兰驻地的来源尚不明确，指示病例访谈中未提及发病前有出国旅行史或与外国平民/军人的接触史。

2008至2012年及2013至2023年的分子分型数据显示，HAdV-4一直是芬兰驻地暴发的主要腺病毒型别，某些年份（2010、2018、2019年）HAdV-3成为主导型别。2010年HAdV-3也是平民人群中最常检出的型别，提示军地循环存在关联。2024年严重暴发及后续强化监测中也观察到类似模式，HAdV-7病例在普通人群和驻地环境中同时出现。

2023年首次在芬兰驻地检出HAdV-7，最早病例出现在8月下旬，当年在三个驻地观察到HAdV-7且为该年度最常见型别。由于2023年驻地监测参与度低，仅8份腺病毒阳性样本完成分型，HAdV-7当时的循环广度未知。流行病学数据和系统发育分析表明，与2024年严重暴发相关的HAdV-7d型在2023年末已存在于芬兰驻地。2023年秋季应征士兵临床表现较轻的原因尚不明确，可能因为感染发生率未达到严重结局出现的阈值，剂量-效应关系也可能参与了2023至2024年间疾病严重程度的增加。

2024年秋季共检出样本中HAdV-7与HAdV-4同时存在，研究人员指出难以区分这是既往感染的基因组残留、亚临床感染还是新的临床相关HAdV-7感染，因为腺病毒核酸可在鼻咽分泌物中持续存在超过6个月。

2024年春季芬兰驻地实施了一系列非药物干预措施，包括加强手部卫生（强调用肥皂和水洗手）、推广咳嗽礼仪、对症状个体进行隔离、对受影响单位实施分组管理、加强环境清洁消毒，以及在特定高风险情境（如巴士运送）中强制佩戴外科口罩。基于PCR的分子分型快速周转时间使得在观察到HAdV-7病例的驻地能够及早实施干预措施。尽管这些措施的有效性未经科学评估，但参与的流行病学家和临床医生观察认为这些干预有助于降低芬兰驻地HAdV-7相关疾病负担。

HAdV-7重新引入驻地环境引发了关于疫苗接种必要性的讨论。美军目前使用的腺病毒疫苗可同时提供针对HAdV-4和HAdV-7的保护。在芬兰考虑使用该疫苗需确保未接种疫苗的应征士兵或其密切接触者免受活疫苗（非减毒）接种者排毒暴露的风险，因为芬兰男性兵役为强制性的，但疫苗接种并非强制。

研究存在若干局限性：2013至2023年间部分年份样本量有限（尤其COVID-19大流行期间）；驻地参与监测的程度不一可能影响代表性；部分临床实验室初报腺病毒阳性的样本无法完成分子分析（可能涉及采集、运输或储存问题）；分子分型无法区分活动性感染与既往感染的残余病毒DNA；2024–2025年强化监测期间部分样本缺乏驻地归属和军事状态的完整元数据。

研究结论：2024年腺病毒暴发的严重程度可能归因于该腺病毒型别至少在2008年以来未在芬兰驻地循环。腺病毒7d型被引入缺乏对该型别免疫的人群，可能促成了原本健康的应征士兵中出现较多住院病例。芬兰驻地在2024年严重暴发期间实施了非药物预防策略并持续维持。在军事环境中部署这些方法比平民环境更为直接，但此类措施会干扰军事训练。利用分子分型的持续监测被用于将预防措施定向部署到最需要的驻地，以平衡应征士兵的健康保障与有效训练计划的维持。