野鸟携带的禽流感病毒与公共卫生安全

杨佳欣，郭 晶，张龙凤，薛 睿，李旭勇

(聊城大学 农学院，聊城 山东 252000)

禽流感(avian influenza,AI)是由正黏病毒科A型流感病毒引起的一种禽类严重传染病，根据病毒致病力的差异，禽流感病毒可分为高致病性禽流感病毒(HPAIV)和低致病性禽流感病毒(LPAIV)。禽流感是禽类养殖业的巨大隐患，其中高致病性禽流感传播迅速，可导致禽类大量死亡，造成巨大经济损失，而被我国列为一类疫病。该病毒是由 8个基因片段组成，编码11种蛋白。根据表面蛋白血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的不同，可分为16种HA亚型和9种NA亚型。

从1878年首次暴发禽流感以来，禽流感曾在多个国家肆虐，造成严重的经济损失。1997年在香港暴发了高致病性H5N1亚型禽流感，并首次出现人感染后死亡病例，由此受到社会的高度关注，引起人们对禽流感病毒威胁公共卫生安全的担忧。2005年，青海省出现高致病性H5N1亚型禽流感并在该地区导致数千只野鸟死亡[1]。人们普遍认为，野鸟作为AIV的携带宿主，在病毒传播过程中起到重要作用。因此，研究野鸟携带AIV的传播规律和病毒的遗传变异对于了解AIV的传播机制并降低禽流感引起的公共卫生安全风险具有重要意义。

1 候鸟迁徙路线

野鸟主要分为留鸟、半留鸟和候鸟。候鸟在迁徙过程中，易感染AIV，其临床症状比较温和，病毒可以在宿主体内长时间存在、复制并排毒，当候鸟通过迁徙到达不同栖息地时，其饮水或排泄等活动有可能将水源或土壤污染，从而传播给当地鸟类或家禽，导致AIV的传播。 通过了解候鸟的具体迁徙路线，可以针对野鸟携带病毒情况进行监测，并追溯禽流感疫情的AIVs源头。

图1 全球候鸟迁徙路线图

1.1 候鸟全球迁徙路线候鸟在全球的迁徙路线大致分为8条：美洲太平洋路线、美洲密西西比亚路线、美洲大西洋路线、大西洋路线、黑海-地中海路线、东非-西亚路线、中亚路线、东亚-澳大利亚路线[2]。同时，8条迁徙路线之间彼此交错，形成一个复杂的网络。此外，候鸟的迁徙具有季节性、周期性。此外，海洋岛屿的空间隔离并不会阻断全球禽流感病毒的传播，并为局部地区野鸟持续带毒创造条件[3]。

1.2 国内迁徙路线我国境内分布3条全球候鸟迁徙路线，分别为东非-西亚路线、中亚路线和东亚-澳大利亚路线。其中，我国的候鸟沿东亚-澳大利亚路线迁徙主要从东北、华北地区迁移至华东或华南地区，甚至到东南亚和澳大利亚，为东部路线；在中部地区，沿中亚路线迁徙的候鸟从内蒙古东部、华北西部沿太行山、秦岭等迁移至四川或华南等地，为中部路线；西部干旱草原地区的候鸟沿西线经青藏高原至四川及云贵高原甚至是印度越冬。

2 野鸟携带的禽流感病毒流行病学

2.1 传染源AIV可在野鸟,尤其是在候鸟中持续循环存在。野鸟感染LPAIV后并无明显临床症状，病毒在其体内可以持续存在，并大量复制，在长途迁徙过程中AIVs得以转移和传播，在此过程中LPAIVs可以持续进行基因重配和进化，从而可能会转变为HPAIVs。

图2 国内候鸟迁徙路线图

2.2 易感动物与优势亚型许多种类的野鸟均能被AIV感染，在野生水禽中，绿头鸭的分离率最高，且没有明显的临床症状，在北美的一项长期监测中，除H13和H16外，绝大多数病毒亚型在野鸭中都能检测到[4]，因而普遍认为野生水生禽类是AIV的天然病原体积蓄库。不同的禽类对病毒的敏感程度也不尽相同，相对于鸡而言，火鸡对相同亚型的AIV敏感性更高，临床症状更为严重；野鸭可能不止参与了向家禽传播AIVs的过程，也可以被来自家禽的HPAIVs和LPAIVs感染而不表现症状[5]。同时，带毒野鸟不仅能将AIVs传播给家禽，造成AIVs肆虐，还能被感染家禽传染，并传播至其他鸟类，从而进一步扩大了病毒的传播范围[6]。

通过对流感病毒数据库Influenza Virus Resource中禽源分离株亚型及分离宿主统计分析(表1，数据来源National Center for Biotechnology Information(NCBI)https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/)，除H13、H15和H16亚型外，鸭属动物分离率较高，其中以绿头鸭为主；雁属和天鹅属等迁徙鸟类中分离到多种亚型毒株；鸥科鸟类主要携带H13和H16亚型病毒。此外，16种HA亚型在野鸟中都有不同程度的分离率，其中以H3、H4和H6亚型为主，值得注意的是，可能产生高致病性的H5、H7和H9亚型AIV在野鸟中分离率较低。

2.3 传播途径由于候鸟具有在长途迁徙过程中在河流、湖泊等地暂时聚集停留的特性，因此这些区域的环境会被带毒候鸟的饮水或排泄活动所污染，当地禽类接触了受污染的水源或土壤后被感染，从而造成了AIV在家禽中的传播。此外，多株AIVs已经获得了适应哺乳动物宿主的能力，通过调查病毒的遗传进化和生物特征，表明在哺乳动物之间病毒主要通过呼吸道飞沫传播[7]。同时也有研究结果表明，除依靠禽类传播外，病毒的传播也可依赖于其他不同的传播途径，如通过人类介导的传播(如衣服、设备等)、气溶胶、空气微粒等方式[8]。

表1 GenBank序列亚型及野鸟宿主种类统计表 %

注：*包括雀形目、鸡形目、鹤形目、鸻形目、鸽形目、鹦形目、鹰形目、隼形目、鹱形目、鹈形目、鹤鸵目、鹳形目、鲣鸟目、鸊鷉目、鸨形目、鸵鸟目等部分鸟类

2.4 野鸟携带的禽流感病毒的遗传变异

2.4.1病毒从野鸟传播至家禽中的遗传变异 LPAIV在宿主体内极易发生变异重组，进而转变为HPAIV，并对卫生安全造成极大威胁。大量的研究表明，一旦病毒的宿主改变后，比如从野鸟转移至家禽，其重组或者突变的强度明显增加，结果可能导致家禽中暴发大规模HPAIV的传播。2016-2017年，荷兰发生了局部H5N8病毒扩增并导致野鸟死亡，有证据表明H5N8病毒偶尔与LPAIV进行基因交换[9]。2017-2018年从韩国野生水禽粪便中分离出新型重组H5N6亚型AIV，系统发育分析表明，该株H5N6亚型病毒为野生鸟类中传播的2.3.4.4b分支中 H5N8亚型和欧亚地区的LPAIV发生了重组而产生，随后带毒野鸟在2017年秋季迁徙中传播至韩国[10]。2012年采集的青海湖野生鸟类粪便和湖泊地表水样本中分离到2株H13N8亚型流感病毒，通过系统发育分析发现这2株H13N8亚型流感病毒属于欧亚谱系，其中除PB1基因外的其他基因很有可能来源于海鸥，提供了病毒种间重组的证据[11]。在对欧亚野鸟的一项监测中发现，随着时间的推移，病毒的所有8个基因片段进行了频繁的重组，并且对鸟类没有明显的物种特异性的影响[12]。

2.4.2病毒从野鸟传播至哺乳动物宿主中的遗传变异 AIV从禽类传播至哺乳动物主要有3个方面起关键作用：聚合酶、基因突变和基因重配。聚合酶复合物(PB2、PB1和PA)对于转录和复制流感病毒基因组RNA是至关重要的，研究表明聚合酶复合物受到宿主环境的高度影响；PB2上的Q591K,E627K,或D701N突变似乎在病毒适应哺乳动物宿主，尤其在人类中发挥着最重要的作用；除了适应性突变的产生，重组是产生潜在大流行性流感病毒株的重要机制[13-14]。AIV的受体结合特异性是决定该病毒宿主趋向性的一个主要因素，诱变试验表明E190V和G228S的突变对病毒获得人受体结合能力具有重要作用，而P186L的突变可以减少与禽类受体的结合[15]。

3 野鸟携带的禽流感病毒对公众卫生的影响

由于AIVs在禽类宿主中不断传播的同时，具有突变为HPAIV并适应哺乳动物的潜在趋势，所以禽流感的传播威胁着人们健康，一直在挑战公共卫生安全的底线。

孟加拉国长时间的流感病毒监测结果表明，活禽市场是贮存病毒的高风险场所，其中的带毒家禽会感染禽流感呈阴性的鸟类和接触它们的人类[16]。在西班牙中南部垃圾填埋区的觅食野鸟中分离出了多株不同亚型的LPAIVs[17]，说明垃圾填埋区也有可能适宜禽流感病毒的传播，是城市周边的隐患之一。

因此，在禽流感高发季节，对位于迁徙路线上栖息地的野鸟禽流感监测系统应该尽快有效的建立起来。相关林业部门、卫计委等应形成完善的监测预防网络体系，一旦发现疫情及时通报并处理。同时，对于从事养殖业与禽类长时间接触的工作人员应也建立起严格的消毒和管理体系，从而尽量降低人类感染禽流感的风险。

4 讨论

禽流感从首次暴发至今，一直是公众卫生安全的严重隐患。1997年香港首次发生H5N1流感病毒感染人并引起死亡事件,之后许多国家不断有散发感染病例出现。2005年，青海省出现高致病性H5N1亚型禽流感并在该地区导致大量野鸟死亡，随后的2005-2009年，该病毒沿候鸟迁徙路线传播到蒙古、俄罗斯、欧洲和非洲。这一事件是带毒野鸟助于AIV全球传播的一个典型例子，野鸟也被普遍认为是AIV的天然基因储蓄库和病毒传播的媒介。2013年，我国出现新型H7N9亚型禽流感并致人死亡，同时在活禽市场中分离到与人H7N9病毒高度同源的禽源H7N9病毒。系统进化分析显示，新型人H7N9病毒的6个内部基因来源于禽类H9N2病毒。此外，1株人H7N9病毒可以通过呼吸飞沫在雪貂中有效传播，表明新型H7N9病毒可能在人与人之间传播[18-19]，对我国禽类养殖业以及公共卫生都带来了严峻的挑战。因此监测野鸟携带禽流感的情况对于及时预防禽流感的暴发是十分必要的。

部分野生鸟类在长距离飞行过程中，会停留在栖息地进行饮水、排泄等活动。此时携带病毒的野鸟就有可能将栖息地水源土壤污染，从而逐渐将病毒传播给当地禽类。病毒在从野鸟传播至家禽的过程中，从LPAIV转变为HPAIV的概率增高，并且有可能获得感染哺乳动物的能力。尽管目前分离到的部分病毒对禽类毒性较强但对哺乳动物并没有明显的毒性，但仍旧不能忽视对禽类高致病性的病毒对哺乳动物的威胁。

面对迅速突变或重组的新型AIV，以及出现了部分耐药性的毒株。目前市场上的部分疫苗或抗病毒药物仍不能完全保障养禽业的健康发展和人们的安全。在小鼠和豚鼠中进行的评估研究表明，最近研发的一种减毒活疫苗(H7N9/AAca)可有效防止H7N9高致病性流感病毒在哺乳动物体内的复制和传播[20]。这一结果说明新型疫苗和抗病毒药物的研发仍旧是攻克禽流感难题中重要的一环。