H7N9禽流感病毒的時間-空間傳播與進化

禽流感病毒（Avian influenza virus，AⅠV）主要在家禽與野鳥間發生流行和傳播，偶有跨物種傳播感染人。其中AⅠV H7N9 病毒的持續暴發引起了人們對于新型流感大流行的高度關注。早期研究發現H7N9 病毒是由野鳥H7、N9 亞型流感病毒與家禽H9N2 亞型流感病毒重配而來，經歷了不斷地進化和重配導致了諸多基因型的產生，并且在H7N9 病毒進化過程中某些基因型中基因突變的積累增強了病毒對哺乳動物宿主的適應性。為了消除H7N9 病毒的威脅，中國農業農村部于2017 年9 月啟動了對家禽的強制疫苗接種，這一舉措有效地控制了H7N9 疫情的持續蔓延。然而，H7N9 病毒還未從中國家禽群中被清除，依然能夠在家禽體內持續監測到，這提示H7N9 病毒的發生風險仍不容忽視。

近期發表于《Frontiers in Microbiology》的研究論文報道了2013 年～2018 年中國報道的禽流感病毒（H7N9）的時空傳播與進化。作者基于貝葉斯進化分析方法對已報道的2052 條H7N9 病毒的基因組序列進行時空演化分析，揭示了H7N9 病毒可能的起源。對現存H7N9 病毒重新劃分基因型并描述了這些基因型表現出的不同時空分布特征。另外，建立了基于隨機森林算法的適合H7N9 病毒發生風險預測模型。這些發現為全面認識H7N9 病毒的傳播進化提供了新的見解，為消除人-禽感染H7N9 病毒的潛在風險奠定了理論基礎，也為開展基于風險的病毒監測和預防提供了工具。

研究基于H7N9 病毒編碼表面蛋白基因（HA 和NA）與內部基因PB2 核苷酸序列的貝葉斯時空演化分析，結果發現H7N9 病毒重配事件可能于2012 年8 月發生在安徽省與浙江省邊界，這比首例人感染H7N9 病毒病例報道時間早了6 個多月，這也補充了早期研究對H7N9 病毒的溯源進展。隨后病毒向我國西部、北部和南部地區擴散，在2013 年2 月底報告首例人感染病例之前，H7N9 病毒可能已經在安徽、江蘇、上海和江蘇等地存在并隱匿傳播了較長時間，為引起H7N9 病毒的大范圍暴發埋下了伏筆。為了進一步研究H7N9 病毒的時空進化，作者構建基于HA、NA 和PB2 基因的MCC 進化樹，并根據遺傳進化特征分別將HA、NA 和PB2 基因劃分為4、3 和6 個基因亞群，統計各病毒基因亞群形成了24 個基因型。根據各病毒基因型的發生和持續時間，將所有基因型大致分為了3 個類群：持續進化類群（第一波次出現進化至第5 波次）、后期新進化類群（晚于第一波次出現進化至第5 波次）和早期進化終止類群（第一波次出現進化消失于第5 波次前）。另外分析各基因型的空間特征發現這些基因型形成了以長江三角洲和珠江三角洲為主體的兩個明顯的空間分布集群。研究采集了10 個H7N9 病毒遠距離傳播事件進行分析，結果發現導致這些遠距離傳播事件發生的病毒來源均為環境源或家禽源，并且這10 條路徑的起始地幾乎都位于活禽市場密度較高的地區，揭示H7N9 病毒遠距離傳播可能是通過家禽運輸系統來實現的。研究最后建立了基于隨機森林算法的H7N9 病毒發生風險預測模型，將月平均溫度、人口密度、禽養殖密度、活禽市場數量和水密度指數等5個因素納入到模型之中對中國全年發生H7N9病毒風險進行預測，結果表明中國東部和東南部部分地區風險較高且隨月份發生變化，但值得注意的是長江三角洲和珠江三角洲地區全年均呈現高風險性。另外，與其他因素相比，人口密度可能是H7N9 病毒發生高風險的重要因素。該模型的建立為預測其他人畜共患病的風險提供了思路與支持。