《Brazilian Journal of Microbiology》：Genomic detection of highly pathogenic avian influenza H5N1 in Antarctic seabirds reveals connectivity with South American viral lineages
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新出现的禽病毒日益威胁南极野生动物，引发对生态系统健康和生物多样性的担忧。在本研究中，研究人员对栖息于南极南设得兰群岛的留鸟和候鸟中的禽流感病毒（甲型流感病毒，influenza A virus, IAV）进行了全面调查。在2024–2025年南半球夏季（au
新出现的禽病毒日益威胁南极野生动物，引发对生态系统健康和生物多样性的担忧。在本研究中，研究人员对栖息于南极南设得兰群岛的留鸟和候鸟中的禽流感病毒（甲型流感病毒，influenza A virus, IAV）进行了全面调查。在2024–2025年南半球夏季（austral summer）期间，共采集278份样本，并使用靶向IAV M基因的实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）进行筛查。30份样本检出IAV RNA，其中8份为H5阳性。研究人员对来自一只巴布亚企鹅（Pygoscelis papua）和一只南方巨鹱（Macronectes giganteus）的样本进行了全基因组测序，结果显示存在高致病性禽流感病毒（highly pathogenic avian influenza virus, HPAIV）H5N1，属于2.3.4.4b分支（clade）。系统发育分析表明，这些病毒基因组与当代南美毒株紧密聚集，指示南极海鸟与更广泛H5N1传播网络之间存在直接连通性。研究结果凸显了南极生态系统对新发传染病的高度脆弱性，并强调持续基因组监测的迫切必要性。这些工作对监测野生动物健康、为保护战略提供信息以及实施有效生物安全措施以保护南极生物多样性至关重要。
南极地区每年有约1亿只鸟类在南极半岛繁殖，包括特有种和迁徙种。尽管南极地理上偏远且环境极端，但在气候变化加速背景下，其已成为研究野生动物健康和新发传染病的重要系统。高致病性禽流感病毒（HPAIV）的全球扩散加剧了对病毒传入南极生态系统的担忧；候鸟沿洲际迁徙路线连接极地、温带和热带地区，在禽流感病毒长距离传播中发挥关键作用。此前南极监测研究多未检出或仅有限检出，但已记录甲型流感病毒（IAV）H11N2、H1N1、H3N8等亚型。2023年，HPAIV H5N1首次在南极地区的南乔治亚岛褐贼鸥（Stercorarius antarcticus）中检出，随后向南扩散至南极大陆并造成海鸟和海洋哺乳动物死亡；基因组分析提示其可能经南美传入。基于此，研究人员旨在调查2024–2025年南半球夏季南设得兰群岛南极鸟类中IAV的存在情况并开展分子特征分析。
研究人员在第43次南极行动（XLIII OPERANTAR）期间，在南设得兰群岛的乔治王岛、半月岛、罗伯特岛、利文斯顿岛、斯诺岛和纳尔逊岛的海鸟繁殖群落共采集278份样本，包括166份泄殖腔排泄物、56份泄殖腔拭子和56份口咽拭子。采用靶向IAV基质蛋白（M）基因和H5血凝素基因的实时RT-PCR进行筛查；对阳性样本在Ion Torrent平台进行全基因组测序，并使用美国疾病控制与预防中心研发的IRMA FLU流程进行参考引导组装；用MAFFT进行序列比对，用IQ-TREE和ModelFinder推断最大似然系统发育树，以1000次超快bootstrap评估分支支持度。样本来源覆盖四种南极海鸟：南方巨鹱（Macronectes giganteus）、巴布亚企鹅（Pygoscelis papua）、帽带企鹅（Pygoscelis antarcticus）和南极大贼鸥（Stercorarius maccormicki）。
研究结果如下。
**IAV检测与分子鉴定**：278份样本中，25份泄殖腔排泄物（约15.1%）和5份泄殖腔拭子（约8.9%）检出IAV，口咽拭子均为阴性；四种被采样物种均有阳性样本，且阳性样本分布在南设得兰群岛多个地点。对30份M基因阳性样本进一步筛查H5基因，其中8份（约26%）确认为H5阳性。研究人员选择两份H5阳性样本进行全基因组测序，分别来自乔治王岛亨纳金角的一只巴布亚企鹅和纳尔逊岛双峰礁的一只南方巨鹱，均获得完整血凝素（hemagglutinin, HA）和神经氨酸酶（neuraminidase, NA）基因序列。两种病毒均属于HPAIV H5N1分支（clade）2.3.4.4b；HA蛋白HA1–HA2连接处存在多碱性切割位点基序REKRRKR↓GLF，为HPAIV典型分子特征。
**血凝素系统发育**：基于HA基因的最大似然系统发育分析显示，本研究获得的两条南极序列聚集在H5N1分支2.3.4.4b内，与当代南美参考毒株，包括2023年乌拉圭鳍足类动物中检出的毒株，形成高支持度分支（bootstrap支持度>90%）。HA序列已提交GenBank，登录号为PX919726（P. papua）和PX919694（M. giganteus）。
**神经氨酸酶系统发育**：基于NA基因的系统发育分析显示，南极序列聚集在HPAIV H5N1分支2.3.4.4b的N1谱系内，并与当代南美参考毒株高支持度聚类。HA和NA基因具有一致的进化位置，表明两个基因片段共享相同进化历史，未发现近期重配证据。NA序列已提交GenBank，登录号为PX919746（P. papua）和PX919737（M. giganteus）。
讨论部分指出，30份IAV阳性样本的检出表明禽流感病毒在南极鸟类中的循环比以往记录更为广泛，即使部分采样点未观察到显著死亡事件。阳性样本来自所有四种采集物种和多个地点，显示病毒在该区域空间分布广泛。HA多碱性切割位点和完整NA基因序列均支持HPAIV H5N1的分类。系统发育结果中南极毒株与南美毒株的聚集关系，结合2023年南美首次检出后向南极扩散的时间线，支持病毒近期传入后区域性扩散而非长期地方性流行的情景。高流动性物种如南极大贼鸥和南方巨鹱可能作为桥梁宿主促进病毒传入，而密集的繁殖群体可能造成局部病毒放大。南极生态系统物种多样性相对较低但集群密度极高，因此对HPAIV入侵和传播可能尤为脆弱。研究结论可概括为：HPAIV H5N1已在南极海鸟中广泛循环，并与南美病毒谱系直接连通；从不同生态栖位物种中恢复完整病毒基因序列，证明HPAIV可感染多种南极海鸟，亟需持续系统性基因组监测、物种易感性评估和生物安全措施，以应对快速变化的极地环境中的生态与进化后果。
