wiadomości o firmie MDPI | Nowy wirus grypy świń H1N1 wykryty w stadzie świń w Shandong: Analiza ryzyka transmisji międzygatunkowej i

W dniu 15 stycznia 2026 roku zespół profesora Yu Zhijuna z College of Biological Science and Technology, Jinan University, we współpracy z Instytutem Badań Drobiu Shandong Academy of Agricultural Sciences i Shandong Normal University, opublikował artykuł badawczy zatytułowany „Charakterystyka genetyczna i wnioski ewolucyjne dotyczące nowych wirusów grypy świń H1N1 zidentyfikowanych u świń w prowincji Shandong w Chinach” w międzynarodowym czasopiśmie wirusologicznym *Viruses* (MDPI).

Badanie wykryło dwa wirusy grypy świń H1N1 (SD6591 i SD6592) w próbkach od świń z miasta Linyi i hrabstwa Shanghe, miasta Jinan, prowincji Shandong w 2019 roku, a następnie przeprowadziło ich sekwencjonowanie całego genomu i analizę filogenetyczną. Badanie wykazało, że geny PA i M2 szczepu SD6591 wykazywały wysoką homologię z ludzkim wirusem H1N1, co sugeruje, że ten szczep może wykazywać cechy rekombinacji genów między ludzkim a świńskim wirusem grypy. Natomiast szczep SD6592 był wysoce homologiczny do wirusa grypy świń, nie wykazywał oczywistych cech rekombinacji genów międzygatunkowych, a jego charakterystyka genetyczna była stosunkowo zachowana.

Badanie to dostarcza dowodów epidemiologicznych molekularnych do zrozumienia ewolucji międzygatunkowej wirusów grypy świń w prowincji Shandong, podkreślając znaczenie ciągłego wzmacniania nadzoru nad grypą świń i oceny ryzyka zoonotycznego.

Kluczowe wnioski z badań

* **Ujawnienie nowego genotypu rekombinowanego ludzko-świńskiego:** Analiza genomowa szczepu SD6591 wykazała, że jego geny PA i M2 są wysoce homologiczne z ludzkimi sezonowymi wirusami H1N1, podczas gdy inne geny pochodzą głównie od wirusów świńskich, co wskazuje, że jest to nowy wirus rekombinowany ludzko-świński.

* **Implikacje złożonej sieci transmisji międzygatunkowej:** Analiza filogenetyczna wykazała, że gen M2 szczepu SD6591 grupuje się w tej samej gałęzi ewolucyjnej co wirusy H1N1 psów, sugerując możliwy cykl wielożywicielski między świniami, psami i ludźmi, podkreślając potrzebę włączenia zwierząt towarzyszących do systemu nadzoru.

* **Potwierdzenie potencjalnej zdolności do infekowania komórek ludzkich:** Eksperymenty in vitro z wysoce homologicznymi aktywnymi szczepami potwierdziły, że wirus może efektywnie replikować się w ludzkich komórkach nabłonka płuc (A549), dostarczając bezpośrednich dowodów eksperymentalnych na jego potencjalne ryzyko zoonotyczne.

• Przyjęto innowacyjną strategię walidacji funkcjonalnej: W odpowiedzi na trudności z izolacją żywych wirusów z powodu konserwacji próbek, badanie innowacyjnie wykorzystało istniejące szczepy o wysokiej homologii genomowej (>91%) do walidacji funkcjonalnej substytucji in vitro, dostarczając wykonalnego rozwiązania do badań charakterystyki wirusów w podobnych okolicznościach.

Przeprowadzono badanie testów kwasów nukleinowych na obecność wirusa grypy świń podtypu H1N1 na 200 próbkach tkanki płucnej świń zebranych w 2019 roku z Liaocheng, Linyi, Jinan i Qingdao w prowincji Shandong. Wykryto dwie próbki pozytywne (SD6591 i SD6592). Kompletny genom wirusa uzyskano za pomocą sekwencjonowania wysokoprzepustowego, a jego charakterystykę ewolucyjną genetyczną systematycznie analizowano za pomocą porównania homologii i analizy filogenetycznej. Badanie ma na celu dostarczenie podstawowych danych do molekularnego nadzoru epidemiologicznego wirusa grypy świń w prowincji Shandong oraz zapewnienie naukowych podstaw do oceny ryzyka transmisji międzygatunkowej i formułowania ukierunkowanych strategii zapobiegania i kontroli.

Wprowadzenie

Wirusy grypy A mają szeroki zakres żywicieli, infekując wiele gatunków, w tym ludzi, ptaki i świnie. Wirus grypy świń (SIV) nie tylko powoduje znaczące straty ekonomiczne w przemyśle hodowli świń, ale także stanowi stałe zagrożenie dla zdrowia publicznego ze względu na unikalną rolę biologiczną świń jako „naczyń mieszających” dla wirusów grypy, co pozwala im na ciągłe generowanie nowych wirusów rekombinowanych i rozprzestrzenianie się między gatunkami.

Wyniki badań

1. SD6591 wykazuje unikalne cechy rekombinacji genów pochodzenia ludzkiego:

Gen PA szczepu SD6591 wykazuje najwyższą homologię (96,99%) z ludzkim wirusem H1N1 z 2009 roku. Podczas gdy gen M2 wykazuje najwyższą homologię (98,96%) ze szczepem H1N1 pochodzenia świńskiego z Liaoning, jego klaster genowy jest silnie skorelowany z ludzkimi sezonowymi wirusami H1N1. Sześć segmentów genowych, PB2, PB1, NP, NA, HA i NEP, jest wysoce homologicznych z klasycznymi wirusami grypy świń H1N1. Ten wzorzec kombinacji genów „6+2” sugeruje, że wirus może być produktem rekombinacji genów między ludzkimi a świńskimi wirusami grypy. Co godne uwagi, gen M2 wykazuje powinowactwo zarówno do wirusów grypy świń, jak i psów (A/canine/Korea/MV1/2012) na drzewie filogenetycznym i grupuje się w tej samej gałęzi ewolucyjnej, co sugeruje, że gen ten mógł wejść do populacji świń poprzez transmisję międzygatunkową psów i świń.

Tabela 1. Szczepy o najbliższej homologii do SD6591 dla każdego genu.

2. SD6592 zachowuje charakterystykę genomową klasycznego wirusa grypy świń H1N1:

W przeciwieństwie do SD6591, wszystkie osiem segmentów genowych szczepu SD6592 wykazuje ponad 98% homologię z wirusem grypy świń H1N1 i jest najbliżej spokrewniony z izolatem z Pekinu z 2018 roku A/swine/Beijing/0301/2018 (H1N1). Ta wysoce zachowana charakterystyka genomowa wskazuje, że ten szczep ustanowił stabilny łańcuch transmisji w lokalnej populacji świń i zajmuje trwałą niszę ekologiczną.

Tabela 2. Szczepy o najwyższej homologii do SD6592.

3. Brak wykrycia znaczącego sygnału rekombinacji w analizie rekombinacji:

Analiza SimPlot sugerowała cechy przypominające chimery w genie PA szczepu SD6591 oraz genach NA i NP szczepu SD6592. Jednak dalsze weryfikacje przy użyciu wielu algorytmów w pakiecie oprogramowania RDP5, w tym RDP, GENECONV i BootScan (z poprawionym progiem wartości p <0,05), nie wykazały statystycznie istotnego sygnału rekombinacji. Różnice w sekwencjach są bardziej prawdopodobnie spowodowane stopniowym gromadzeniem się mutacji punktowych lub niesamplowanych sekwencji przodków, co wskazuje, że obecnie nie ma jasnych dowodów potwierdzających istnienie niedawnego zdarzenia rekombinacji w tej linii.

Rysunek 1. Wyniki analizy rekombinacji genu PA szczepu SD6591.

Rysunek 2. Wyniki analizy rekombinacji genów NA i NP szczepu SD6592.

4. Wysoce homologiczne substytuty posiadają zdolność replikacji w wielu komórkach żywicieli:

Zespół badawczy przeprowadził walidację funkcjonalną in vitro przy użyciu izolatu H1N1 z 2018 roku (A/swine/China/Qingdao/2018) o >91% homologii genomowej z SD6591/SD6592. Wyniki Western blot i qRT-PCR wykazały, że wirus może efektywnie replikować się w komórkach nabłonkowych świń (PK-15), psów (MDCK) i ludzi (A549), z kinetyką replikacji podobną do szczepu kontrolnego PR8. Wyniki te sugerują na poziomie komórkowym, że ten typ wirusa grypy świń ma potencjał do infekowania komórek z wielu źródeł żywicieli.

Tabela 3. Tożsamość nukleotydowa (%) między fragmentem genu SD6591 a dwoma szczepami referencyjnymi H1N1.

Tabela 4. Tożsamość nukleotydowa (%) między fragmentem genu SD6592 a dwoma szczepami referencyjnymi H1N1.

Rysunek 3. Kinetyka replikacji wirusów 2018-H1N1 i PR8 w różnych liniach komórkowych.

5. Charakterystyka ewolucyjna genu M2 sugeruje zwrócenie uwagi na miejsca związane z opornością na leki:

Gen M2 szczepu SD6591 wykazuje najwyższą homologię (97,93%) z wirusem pandemii H1N1 z 2009 roku i grupuje się w tej samej gałęzi ewolucyjnej co wirus grypy psów H1N1 (A/canine/Korea/MV1/2012) w analizie filogenetycznej. Wcześniejsze badania wykazały, że ludzkie wirusy grypy w tej gałęzi ewolucyjnej powszechnie niosą kluczowe miejsca mutacji związane z opornością na amantadynę (takie jak S31N). To tło genetyczne sugeruje potrzebę zwrócenia uwagi na potencjalne molekularne cechy szczepu SD6591 związane z opornością na leki, a dalsza weryfikacja eksperymentalna kluczowych miejsc i funkcji białka M2 jest konieczna.

Podsumowanie

Badanie to zakończyło analizę całego genomu dwóch wirusów grypy świń H1N1 z prowincji Shandong. Wykorzystując innowacyjną strategię „funkcjonalnej substytucji wirusa homologicznego”, skorelowaliśmy ich charakterystykę sekwencji z ich fenotypem replikacji in vitro, potwierdzając, że wirus grypy świń H1N1 krążący w populacjach świń nadal posiada potencjał do międzygatunkowej infekcji wielu komórek żywicieli, nawet w braku wykrywalnych znaczących zdarzeń rekombinacji genów. To odkrycie podkreśla kluczowe znaczenie wzmocnienia nadzoru genomu wirusa grypy świń i walidacji fenotypowych charakterystyk reprezentatywnych szczepów w celu terminowego wykrywania potencjalnych mutacji adaptacyjnych i wczesnego ostrzegania o nowych ogniskach grypy.