【前沿速递】毕玉海团队和高福院士团队联合解析H2N2流感病毒跨种传播机制及潜在风险

H2N2流感病毒引起了1957年“亚洲流感”，并造成了至少200万人的死亡。大流行之后H2N2病毒转为季节性流感病毒，但于1968年后逐渐从人群中消失。H2N2大流感病毒的跨种传播及造成大流行的机制至今尚未清晰阐明。研究发现H2Ny低致病性禽流感病毒并未消失，一直在家禽等动物群体中持续流行。因此，H2Ny禽流感病毒时刻威胁人类健康。毕玉海团队和高福院士团队合作，发现了H2N2大流行病毒结合人源受体的新分子机制，预警了当前在家禽中流行的H2N2禽流感病毒的公共卫生风险。相关文章于2024年11月19日，在Nature Communications 在线发表。

H2N2大流感病毒的HA基因来源于禽流感病毒，HA蛋白主要负责与宿主受体结合。研究团队鉴定到一种H2N2新型禽流感病毒，其表现出人源和禽源受体结合的能力。同时发现，大流行初期1957年的H2N2病毒，同样具有人源和禽源受体的亲和特征。但随着病毒的流行，其逐渐适应人群，转变为主要结合人源受体的表型。由此提示：H2N2病毒在流行中逐渐适应人群的动态变异过程。

图1. 137和144位氨基酸影响H2N2流感病毒受体结合特性的分子机制

a. H2N2大流感A/SG/1/1957和A/KR/426/1968病毒株HA蛋白结合人源受体复合物结构的比较；b. A/SG/1/1957野生型HA及其R137M突变体结合人源受体复合物的比较；c. A/SG/1/1957野生型HA及其N144E突变体结合人源受体复合物的比较；d. Dk/FJ/2021野生型HA及其S144N突变体结合禽源受体复合物的比较。

深入研究发现，HA蛋白R137M或N144E的单独突变，促使1957年H2N2大流感病毒由人和禽源双受体结合特性转变为主要结合人源受体的特性。同时，HA蛋白上的N144S突变，是导致鉴定的新型H2N2禽流感病毒结合人源受体的关键（图1）。进一步在HA蛋白引入突变体研究发现，N144S结合Q226L或Q226L-G228S突变，导致新型H2N2禽流感病毒具有了主要结合人源受体的能力。研究鉴定了H2N2病毒HA蛋白上影响受体亲和的两个新的关键位点（137和144），丰富了H2N2流感病毒跨种传播的新机制；预警了导致H2流感病毒结合人源受体能力增强的突变模式。

图2. 当前流行的H2N2禽流感病毒具有一定公共卫生风险

a. H2流感病毒HA基因系统发育树；b. H2禽流感和大流感病毒的抗原图谱；c. 1968年以前出生的人群针对H2N2大流感和禽流感病毒的血清抗体水平；d. H2N2禽流感对人源细胞（NHBE）的感染；e, H2N2禽流感病毒在哺乳动物（豚鼠和雪貂）间具有一定传播能力。

同时发现，H2N2新型禽流感病毒可以感染人源细胞，可以感染并快速适应哺乳动物，可以在哺乳动物中有限传播；此外，当前流行的H2Ny禽流感病毒的HA基因进化出了独立分支，且与H2N2大流感病毒发生了抗原漂移。而且，尽管1968年之前出生的人群中存在针对H2N2大流感的抗体，但对新型H2N2及流行的H2Ny禽流感病毒基本没有交叉反应，提示人群对H2Ny禽流感病毒缺乏有效免疫保护力（图2）。综上，提示当前在动物中流行的H2Ny禽流感病毒对人群具有一定风险。 

博士生孙举、郑天依及硕士生贾明军为论文共同第一作者。中国科学院微生物研究所毕玉海研究员和高福院士、山西农业大学田文霞教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家杰出青年科学基金等项目的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-54374-z.

资料来源：小小微生物