H5N6病毒全基因組被破解 證實(shí)患者與接觸活禽有關(guān)

　　全球六例H 5N 6流感病例三例在廣東，其中深圳的一例病例已于20 15年12月30日死亡。疫情發(fā)生后，深圳市疾控中心與華大基因合作，對(duì)患者樣本和活禽市場(chǎng)外環(huán)境樣本分離出來(lái)的流感病毒，通過(guò)快速檢測(cè)均確定屬于H 5N 6亞型。之后，華大基因用了4天時(shí)間，對(duì)病毒進(jìn)行全基因測(cè)序。結(jié)論顯示：目前深圳活禽市場(chǎng)外環(huán)境存在H 5N 6流感病毒，且與本次報(bào)告病例病毒高度同源。“從生物信息學(xué)角度證實(shí)，本次病例是因接觸活禽或市場(chǎng)外環(huán)境感染的。”深圳疾控中心有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。

 

 

　　全基因組測(cè)序是一個(gè)龐雜的工程，在短短4天時(shí)間內(nèi)，華大基因是如何完成流感病毒樣本測(cè)序的？又是如何判斷其是否與外環(huán)境的基因高度同源？華大基因微生物平臺(tái)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人金桃博士介紹，傳統(tǒng)的對(duì)流感病毒的基因測(cè)序使用的是一代測(cè)序方式，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)需對(duì)流感病毒的8條基因片段一條條分別進(jìn)行測(cè)序，而且每一條要分成幾段來(lái)測(cè)量，做完后再一一拼接起來(lái)。一般說(shuō)來(lái)，完成整個(gè)基因組的測(cè)序要花上至少一個(gè)星期到半個(gè)月的時(shí)間。

 

　　而在過(guò)去4年多的時(shí)間里，金桃?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)針對(duì)流感病毒的特點(diǎn)建立了一整套全新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和分析方法，采用最新的二代測(cè)序方法，而且一次可以同時(shí)完成多個(gè)樣本，且縮短了時(shí)間，大大提高了效率。“如果將病毒基因片段比喻成鎖上的門(mén)，用原來(lái)的方法研究者需要先針對(duì)不同的基因片段配好相應(yīng)的鑰匙，然后一把把嘗試打開(kāi)這些門(mén)。但我們這種新的全基因組測(cè)序方法，可以只用一把大的鑰匙就能打開(kāi)所有的門(mén)。”也正是因?yàn)橛羞@樣的研究基礎(chǔ)和積累，在疫情發(fā)生時(shí)，華大基因可以迅速應(yīng)用這些技術(shù)獲取重要的基因組信息，為疾病防控提供支持。

 

 

　　金桃介紹，H 5N 6禽流感是禽流感病毒的一種亞型，病毒的來(lái)源是禽類(lèi)。人感染的幾率比較小，另暫時(shí)沒(méi)有任何證據(jù)表明可以人際傳播。流感病毒的命名是根據(jù)病毒表面蛋白H A （血細(xì)胞凝集素）和N A （神經(jīng)氨酸酶）來(lái)命名的，其中H A有16個(gè)亞型，N A有9個(gè)亞型。“兩者組合可以有一百多種亞型，而且每種的性質(zhì)都不同。”統(tǒng)計(jì)顯示，目前已有120多種排列組合已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了。而目前對(duì)人致病性和致死率最高的是H 5N 1，整體感染人數(shù)最多的是H 7N 9。

 

　　流感病毒內(nèi)部的基因到底是什么樣的？從2011年開(kāi)始研究流感開(kāi)始，金桃博士所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)完成了幾千份流感病毒樣本的基因測(cè)序和分析。她解釋稱(chēng)，流感病毒靠RN A遺傳，由8個(gè)單獨(dú)的基因片段組成，其中代表外部基因的是H A和N A，研究者對(duì)于流感病毒的命名也根據(jù)這兩條的性質(zhì)而定，其他的6條基因，被稱(chēng)為內(nèi)部基因。內(nèi)部和外部基因共同決定了流感病毒的各種特征。同時(shí)，這8條基因片段的長(zhǎng)度也不一樣，最短的約900個(gè)堿基，最長(zhǎng)的為2400多個(gè)堿基。

 

　　禽流感病毒最為可怕的，或許不是偶然性的病發(fā)，而是那些潛伏在病發(fā)背后的流感基因片段的不穩(wěn)定和互換。金桃表示，當(dāng)H A和N A兩個(gè)外部基因進(jìn)行排列組合后，可能會(huì)產(chǎn)生諸如H 7N 9、H 5N 1、H 9N 2、H 5N 6等不同的病毒亞型，其中H 9N 2致病力較低，在禽類(lèi)身上也很常見(jiàn)，而H 5N 1最為兇險(xiǎn)，但近年來(lái)感染病例非常少。此次出現(xiàn)的H 5N 6，有一些特性與H 5N 1相似。

 

　　“流感病毒的特點(diǎn)之一，就是不同亞型的流感病毒可以相互交換基因片段。”金桃介紹，當(dāng)兩個(gè)不同亞型的流感病毒感染了同一宿主時(shí)，在宿主體內(nèi)細(xì)胞里面所有的基因鏈條是完全散開(kāi)的，它們之間又可以進(jìn)行重新的自由組合并可能形成新的亞型。同時(shí)，這些新組合不一定就能存活下來(lái)，它們將根據(jù)適應(yīng)性而被選擇性地存活下來(lái)，并有可能進(jìn)一步傳播。“目前普遍認(rèn)為，活禽市場(chǎng)是一個(gè)孵化器，來(lái)自不同地方的活禽被飼養(yǎng)在相對(duì)狹小的空間里面，病毒也就有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行重組。關(guān)閉活禽市場(chǎng)，一是阻斷病毒重組，二是切斷人和禽的密切接觸，降低感染的可能。”面對(duì)禽流感，金桃建議食用禽肉蛋時(shí)要充分煮熟，流感病毒耐冷不耐熱，最重要的是盡量避免接觸活禽。

 

 

　　隨著H 7N 9和H 5N 6等病例的出現(xiàn)，近日位于深圳的廣東內(nèi)伶仃福田國(guó)家級(jí)陸生野生動(dòng)物疫源疫病監(jiān)測(cè)站也加強(qiáng)了對(duì)于候鳥(niǎo)的監(jiān)測(cè)。深圳紅樹(shù)林的棲息鳥(niǎo)類(lèi)和過(guò)境鳥(niǎo)類(lèi)，目前未見(jiàn)異常。華大基因的相關(guān)人士表示，此后深圳的禽流感研究中，也將包含對(duì)紅樹(shù)林野鳥(niǎo)的監(jiān)測(cè)。但承接該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人金桃表示，目前對(duì)于野鳥(niǎo)的實(shí)際監(jiān)測(cè)難度仍然較大。

 

　　“任何病毒不會(huì)一開(kāi)始就殺死所有的宿主，因?yàn)檫@樣它們也就沒(méi)有了生存空間。”她表示，野鳥(niǎo)是禽流感病毒的天然的宿主，包括H 5病毒在內(nèi)。但作為遷徙性動(dòng)物，野鳥(niǎo)也存在著將病毒長(zhǎng)距離傳播的風(fēng)險(xiǎn)。但是野鳥(niǎo)的跟蹤采樣相對(duì)困難：一是需要有相應(yīng)的許可才可進(jìn)入保護(hù)區(qū)，而且對(duì)野鳥(niǎo)的采樣也有嚴(yán)格的要求，不能傷害它們；二來(lái)根據(jù)以往的研究數(shù)據(jù)，野鳥(niǎo)樣本中禽流感病毒的陽(yáng)性率一直都是很低的，得到的病毒樣本相對(duì)家禽來(lái)說(shuō)要少得多。“現(xiàn)有的防護(hù)措施一般是不在候鳥(niǎo)棲息地周?chē)O(shè)置養(yǎng)殖場(chǎng)，減少野鳥(niǎo)與家禽的接觸。同時(shí)，在觀鳥(niǎo)時(shí)也會(huì)做一些防護(hù)，減少與人的直接接觸。”金桃也建議，在禽流感病毒流行期間，市民若碰上死鳥(niǎo)也盡量不要直接接觸，更不宜拿回家烹食或玩耍。

 

 

　　此次深圳報(bào)告H5N6病例后，市疾控中心人員立即對(duì)其進(jìn)行了采樣。為防止感染，采樣過(guò)程中工作人員都進(jìn)行了嚴(yán)格的消毒和防護(hù)處理，并在生物安全三級(jí)（BSL-3）實(shí)驗(yàn)室通過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)器對(duì)樣本進(jìn)行處理。金桃說(shuō)，禽流感病毒有一個(gè)蛋白質(zhì)外殼，里面包含著基因組，首先需要破壞掉其外殼，提取其中基本沒(méi)有危害和傳染性的核酸進(jìn)行后續(xù)的分析。

 

 

　　“一般說(shuō)來(lái)，疾控中心所給到我們做基因測(cè)序的樣本也很復(fù)雜，從臨床樣本中提取的核酸中不僅包含禽流感病毒，同時(shí)還有來(lái)自人體和細(xì)菌的核酸。要對(duì)病毒基因做測(cè)序，我們需要富集病毒的序列。”金桃打了一個(gè)比方，如果將取到的樣本看成一個(gè)大餅，其中流感病毒的基因可能只是其中的一顆芝麻，為了更有針對(duì)性，研究者需要進(jìn)行擴(kuò)增，使原本很少的病毒序列的比例顯著增加，成為樣本的主要部分。

 

 

　　獲取樣本后，研究者一般會(huì)選擇兩種方式之一對(duì)核酸序列進(jìn)行切斷，一是物理打斷，一是生物酶作用。隨后，再通過(guò)基因測(cè)序儀讀取序列，最終得到上百萬(wàn)條零散的片段結(jié)果，每一條有100個(gè)堿基長(zhǎng)度。“得到這些碎片后，我們可對(duì)照以前發(fā)現(xiàn)的禽流感病毒的序列順序，使用專(zhuān)門(mén)的分析軟件，把這些小碎片像拼圖一樣進(jìn)行拼接，幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以還原出一個(gè)完整的病毒基因組，這些軟件都是華大自主開(kāi)發(fā)的”，金桃說(shuō)。