军事医学科学院梁龙研究员课题组揭示流感病毒生态动力学研究成果

2016年11月9日军事医学科学院生物工程研究所梁龙研究员课题组和泰山医学院史卫峰教授课题组联合在Scientific Reports杂志在线发表了流感病毒进化最新研究成果“Ecological dynamics of influenza A viruses: cross-species transmission and global migration”，该论文完成了目前最大规模数据集的甲型流感病毒生态动力学分析研究，探索揭示了流感病毒的跨宿主传播模式和跨地域迁移规律。

一直以来，流感病毒都是威胁人类健康的重大威胁，这其中包括季节性的普通流感，也有偶发性的大规模流感疫情。目前，流感病毒已经传播遍布世界各地，感染上百个物种，包括人类、猪、马、狗以及各种禽类等等，早期的流感病毒进化研究发现水禽是流感病毒的保藏宿主。流感病毒对不同物种的宿主嗜性是其跨物种传播的关键，流感病毒从禽到人到跨宿主传播往往会导致非常严重的流感疫情。近年来，越来越多的不同亚型的流感病毒开始跨越宿主屏障感染人类。另一方面，流感病毒依赖宿主为载体在不同地域间的迁移则拓展了病毒的活动空间。综合研究流感病毒在空间维度和宿主范围上的传播动力学过程对流感病毒的防控具有重要指导意义。

该研究整理获得了17241个流感病毒完整基因组，系统比较了流感病毒在不同宿主间的进化差异，构建流感病毒的跨宿主传播网络（图1），发现了病毒在跨宿主传播过程中的关键中间宿主和关键路径。作者创造性地将流感病毒的运动划分为区域内的跨宿主传播和区域间的单宿主迁移两个层次，分别用于研究确定病毒跨宿主传播事件高发区域和病毒迁移过程中的关键宿主（图2，图3）。研究发现东亚和南亚地区是禽到哺乳动物跨宿主传播的热点区域，而猪和候鸟在流感病毒全球迁移过程中发挥了关键作用，提示加强对活猪交易尤其是跨国家地区间交易时的检验检疫，以及针对候鸟迁徙线路上流感病毒监测，将有助于全球流感疫情的防控。

图1

图2

图3

该研究受到国家“973”、国家自然科学基金、北京市科委等项目资助。军事医学科学院生物工程研究所任洪广博士为该文章第一作者。军事医学科学院生物工程研究所梁龙研究员、岳俊杰副研究员、泰山医学院史卫峰教授为本文通讯作者。其中史卫峰教授、梁龙研究员和任洪广博士曾共同参与我国2014-2015西非埃博拉疫情攻关研究任务，并作为并列第一作者在Nature杂志发表题为Genetic diversity and evolutionary dynamics of Ebola virus in Sierra Leone的学术论文.

Ecological dynamics of influenza A viruses: cross-species transmission and global migration

Abstract

A comprehensive study of cross-species transmission and inter-regional migration would provide insights into the global ecology of influenza A viruses (IAVs). To this end, we assembled 17,241 non- redundant IAV whole-genome sequences with complete epidemiological information. We hierarchically divided the movements of IAVs into the cross-species transmission in each region and the inter-regional migration driven by each host species. We then systematically identified the potential cross-species transmission and inter-regional migration events. Cross-species transmission networks were obtained for each gene segment of the IAVs. Waterfowl, domestic birds and swine showed higher degrees of connection than did other species in all of the transmission networks. East Asia and Southeast Asia were hot regions for avian-mammal transmissions. Swine and migratory birds were the dominant species for global virus delivery. The importance of swine was reemphasized because it has not only provided an environment for adaptive evolution during the avian-human transmission of IAVs (as incubators) but also served as a key species for the global dissemination of the viruses (as carriers). Therefore, monitoring the global live trade of swine and survey of migratory birds along flyways would be beneficial for the prevention and control of IAVs. 

原文链接：http://www.nature.com/articles/srep36839

Ren Hongguang, etc., Ecological dynamics of influenza A viruses: cross-species transmission and global migration. Scientific Reports, 2016, 6, 36839