회사 소식 MDPI | 산둥 돼지 무리에서 신종 H1N1 돼지 인플루엔자 바이러스 발견: 종간 전염 위험 분석 및

2026년 1월 15일, 중국 지난대학교 생명과학기술대학 유즈쥔 교수팀은 산둥성 농업과학원 가금류연구소 및 산둥사범대학교와 협력하여 국제 바이러스학 저널인 *Viruses*(MDPI)에 "중국 산둥성 돼지에서 확인된 신종 H1N1 돼지 인플루엔자 바이러스의 유전적 특성 및 진화적 통찰"이라는 제목의 연구 논문을 발표했습니다.

본 연구는 2019년 산둥성 린이시와 지난시 상허현의 돼지 샘플에서 두 종류의 H1N1 돼지 인플루엔자 바이러스(SD6591 및 SD6592)를 검출하고 전장 유전체 염기서열 분석 및 계통 발생 분석을 완료했습니다. 연구 결과, SD6591 균주의 PA 및 M2 유전자는 인간 H1N1 바이러스와 높은 상동성을 보였으며, 이는 이 균주가 인간-돼지 인플루엔자 바이러스 유전자 재조합 특성을 나타낼 수 있음을 시사합니다. 반면, SD6592 균주는 돼지 인플루엔자 바이러스와 높은 상동성을 보였으며, 명확한 교차 숙주 유전자 재조합 특성을 나타내지 않았고 유전적 특성이 비교적 보존되어 있었습니다.

본 연구는 산둥성에서 돼지 인플루엔자 바이러스의 종간 진화를 이해하기 위한 분자 역학적 증거를 제공하며, 돼지 인플루엔자 감시 및 인수공통 감염 위험 평가 강화의 중요성을 강조합니다.

연구 하이라이트

* **신종 인간-돼지 재조합 유전자형 공개:** SD6591 균주의 유전체 분석 결과, PA 및 M2 유전자는 계절성 H1N1 인간 바이러스와 높은 상동성을 보인 반면, 다른 유전자는 주로 돼지 바이러스에서 유래하여 신종 인간-돼지 재조합 바이러스임을 나타냅니다.

* **복잡한 종간 전파 네트워크의 함의:** 계통 발생 분석 결과, SD6591의 M2 유전자는 개 H1N1 바이러스와 동일한 진화 분지에 속하는 것으로 나타나, 돼지, 개, 인간 간의 다중 숙주 순환 가능성을 시사하며, 감시 시스템에 반려동물을 포함할 필요성을 강조합니다.

* **잠재적 인간 세포 감염 능력 확인:** 높은 상동성을 가진 활성 균주를 이용한 시험관 내 실험을 통해 바이러스가 인간 폐 상피 세포(A549)에서 효율적으로 복제될 수 있음을 확인하여, 잠재적 인수공통 감염 위험에 대한 직접적인 실험 증거를 제공합니다.

• 혁신적인 기능 검증 전략 채택: 샘플 보존 문제로 인해 살아있는 바이러스를 분리하지 못하는 어려움에 대응하여, 연구팀은 91% 이상의 유전체 상동성을 가진 기존 균주를 이용한 시험관 내 기능적 대체 검증을 혁신적으로 수행하여 유사한 상황에서 바이러스 특성 연구에 대한 실현 가능한 해결책을 제시했습니다.

본 연구는 2019년 산둥성 랴오청, 린이, 지난, 칭다오에서 수집된 200개의 돼지 폐 조직 샘플에 대해 H1N1 아형 돼지 인플루엔자 바이러스 핵산 검사를 수행했습니다. 두 개의 양성 샘플(SD6591 및 SD6592)이 검출되었습니다. 고처리량 시퀀싱을 통해 완전한 바이러스 유전체 염기서열을 얻었으며, 상동성 비교 및 계통 발생 분석을 통해 유전적 진화 특성을 체계적으로 분석했습니다. 본 연구는 산둥성 돼지 인플루엔자 바이러스의 분자 역학 감시에 기초 데이터를 제공하고, 종간 전파 위험 평가 및 표적 예방 및 통제 전략 수립을 위한 과학적 근거를 제공하는 것을 목표로 합니다.

서론

인플루엔자 A 바이러스는 인간, 조류, 돼지를 포함한 여러 종에 감염되는 광범위한 숙주 범위를 가지고 있습니다. 돼지 인플루엔자 바이러스(SIV)는 돼지 사육 산업에 상당한 경제적 손실을 초래할 뿐만 아니라, 돼지가 인플루엔자 바이러스의 "혼합 용기"로서의 독특한 생물학적 역할 때문에 공중 보건에 지속적인 위협이 되고 있으며, 이를 통해 끊임없이 새로운 재조합 바이러스를 생성하고 종간에 확산될 수 있습니다.

연구 결과

1. SD6591은 독특한 인간 유래 유전자 재조합 특성을 나타냅니다:

SD6591 균주의 PA 유전자는 2009년 H1N1 인간 바이러스와 가장 높은 상동성(96.99%)을 보입니다. M2 유전자는 돼지 유래 랴오닝 H1N1 균주와 가장 높은 상동성(98.96%)을 보이지만, 그 유전자 군집은 인간 계절성 H1N1 바이러스와 높은 상관관계를 보입니다. PB2, PB1, NP, NA, HA, NEP의 여섯 개 유전자 세그먼트는 고전적인 돼지 H1N1 바이러스와 높은 상동성을 보입니다. 이러한 "6+2" 유전자 조합 패턴은 이 바이러스가 인간과 돼지 인플루엔자 바이러스 간의 유전자 재조합의 산물일 수 있음을 시사합니다. 특히, M2 유전자는 계통 발생 트리에서 돼지 및 개 H1N1 바이러스(A/canine/Korea/MV1/2012) 모두에 대한 친화성을 보이며 동일한 진화 분지에 속하므로, 이 유전자가 개-돼지 종간 전파를 통해 돼지 개체군에 유입되었을 가능성을 시사합니다.

표 1. 각 유전자에 대한 SD6591과 가장 높은 상동성을 가진 균주.

2. SD6592는 고전적인 돼지 H1N1 바이러스의 유전체 특성을 유지합니다:

SD6591과 달리, SD6592 균주의 여덟 개 유전자 세그먼트 모두 돼지 H1N1 바이러스와 98% 이상의 상동성을 공유하며, 2018년 베이징 분리주 A/swine/Beijing/0301/2018(H1N1)과 가장 밀접한 관련이 있습니다. 이러한 높은 보존된 유전체 특성은 이 균주가 지역 돼지 개체군에서 안정적인 전파 사슬을 확립했으며 지속적인 생태적 지위를 차지하고 있음을 나타냅니다.

표 2. SD6592와 가장 높은 상동성을 가진 균주.

3. 재조합 분석에서 유의미한 재조합 신호가 감지되지 않았습니다:

SimPlot 분석은 SD6591의 PA 유전자와 SD6592의 NA 및 NP 유전자에서 키메라와 유사한 특징을 시사했습니다. 그러나 RDP, GENECONV, BootScan을 포함한 RDP5 소프트웨어 패키지의 여러 알고리즘을 사용하여 추가 검증한 결과(보정된 p-값 임계값 <0.05), 통계적으로 유의미한 재조합 신호는 발견되지 않았습니다. 관련 염기서열의 차이는 점 돌연변이의 점진적인 축적 또는 샘플링되지 않은 조상 서열 때문일 가능성이 높으며, 현재 이 계통에서 최근 재조합 사건의 존재를 뒷받침할 명확한 증거는 없음을 나타냅니다.

그림 1. SD6591 PA 유전자 재조합 분석 결과.

그림 2. SD6592 NA 및 NP 유전자 재조합 분석 결과.

4. 높은 상동성을 가진 대체 균주는 다중 숙주 세포 복제 능력을 가집니다:

연구팀은 SD6591/SD6592와 91% 이상의 유전체 상동성을 가진 2018년 H1N1 분리주(A/swine/China/Qingdao/2018)를 사용하여 시험관 내 기능 검증을 수행했습니다. 웨스턴 블롯 및 qRT-PCR 결과, 바이러스가 돼지(PK-15), 개(MDCK), 인간(A549) 상피 세포에서 제어 균주 PR8과 유사한 복제 동태를 보이며 효율적으로 복제될 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 결과는 세포 수준에서 이 유형의 돼지 인플루엔자 바이러스가 여러 숙주 출처의 세포를 감염시킬 잠재력이 있음을 시사합니다.

표 3. SD6591 유전자 단편과 두 개의 참조 H1N1 균주 간의 염기 서열 동일성(%).

표 4. SD6592 유전자 단편과 두 개의 참조 H1N1 균주 간의 염기 서열 동일성(%).

그림 3. 다양한 세포주에서 2018-H1N1 및 PR8 바이러스의 복제 동태.

5. M2 유전자의 진화적 특성은 약물 내성 관련 부위에 대한 주의를 시사합니다:

SD6591의 M2 유전자는 2009년 팬데믹 H1N1 바이러스와 가장 높은 상동성(97.93%)을 보이며, 계통 발생 분석에서 개 H1N1 바이러스(A/canine/Korea/MV1/2012)와 동일한 진화 분지에 속합니다. 이전 연구에 따르면 이 진화 분지의 인간 인플루엔자 바이러스는 아만타딘 내성과 관련된 주요 돌연변이 부위(예: S31N)를 흔히 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 유전적 배경은 SD6591 균주의 잠재적 약물 내성 관련 분자 특성에 주의를 기울일 필요성을 시사하며, M2 단백질의 주요 부위 및 기능에 대한 추가적인 실험적 검증이 필요합니다.

요약

본 연구는 산둥성에서 두 종류의 H1N1 돼지 인플루엔자 바이러스에 대한 전장 유전체 분석을 완료했습니다. 혁신적인 "상동 바이러스 기능 대체" 전략을 활용하여, 우리는 그들의 염기 서열 특성과 시험관 내 복제 표현형을 연관시켜, 돼지 개체군에서 순환하는 H1N1 돼지 인플루엔자 바이러스가 유의미한 유전자 재조합 사건이 감지되지 않은 상태에서도 여전히 종간 다중 숙주 세포 감염 잠재력을 가지고 있음을 확인했습니다. 이 발견은 돼지 인플루엔자 바이러스 유전체 감시를 강화하고 대표 균주의 표현형 특성을 검증하여 잠재적 적응 돌연변이를 시기적절하게 감지하고 새로운 인플루엔자 발생을 조기에 경고하는 것의 중요성을 강조합니다.