【关键词】猪流感病毒；新型甲型H1 N 1流感病毒；基因

    猪流感(S w i n e i n f l u e n z a"，S I)是由A型流感病毒引起的一种猪的急性呼吸道传染病。虽然也从猪体内分离到了C型流感病毒，但感染猪的主要还是A型流感病毒。日前该病呈世界分布，但主要以地方性流行为主。世界各地流行的猪流感病毒(S w i n e i n f l u e n z a v i r u s，S I V)包括三种主要的亚型：H1 N 1，H3 N 2和H1 N2亚型，其中又包括不同的基因型：古典猪H1 N1，类禽H1 N 1，类人H3 N 2，基因重配的H 3 N 2以及多基因型的H1 N 2亚型。猪流感病毒对养猪业和人类公共卫生都有重大影响。

1猪在A型流感病毒生态分布和遗传进化中占有重要地位

在流感病毒大家族中，A型流感病毒的宿主分布最广，可感染禽、人、猪、马、狗、猫、海洋哺乳动物(海豹、鲸等)等。其中野生水禽是主要的自然贮存宿主和基因库，口前发现的所有A型流感病毒亚型(1 6个HA型和9个N A型)都存在于野生水禽中，且在自然条件下，经常发生跨物种传播。

虽然近年来发生了多起禽(猪)流感病毒感染人的事例，但一般认为流感病毒具有宿主限制性，比如，感染马的流感病毒主要是H7 N 7和H3 N 8亚型；猪流感病毒主要是H 1 N1、H3 N 2和H 1 N 2；人流感主要是HI N 1及H3 N 2亚型。据研究表明禽流感病毒不能有效地在人和非人灵长类动物体内复制；同样，人流感病毒也不能很好地在禽体内复制。

H A是宿主范围限制性的一个主要决定因素_2]。HA与宿主细胞上的受体结合是流感病毒感染的关键一步。H A识别的受体分为2类：a～2，3半乳糖苷唾液酸(S A 2，3 G a 1)和Q一2，6半乳糖苷唾液酸(S A 2，6 G a 1)。禽和马流感病毒对S A 2，3 G a l具有亲嗜性，而人和猪流感病毒对S A 2，6 G a l的亲和性最高。研究表明，马呼吸道和禽肠道上皮细胞主要含S A 2，3 G a l，人呼吸道上皮细胞主要含S A 2，6 G a l受体，而猪的呼吸道上皮细胞同时含有两种受体。因此，一般认为猪在其中可能起到了中间宿主的作用，即禽流感病毒在猪体内获得结合S A 2，6 G a l的能力后就可以传播给人。由于猪呼吸道上皮同时具有2种类型的流感病毒受体，因此人和禽流感病毒都可以感染猪，猪被认为是禽、人流感病毒的中问宿主和基因“混合器”，这就为禽(猪)流感病毒感染人提供了3种可能：第一，禽流感病毒跨物种传播给人，首先要发生受体结合特性的转变，即禽流感病毒在猪体适应后如果获得了S A 2，3 G a l受体结合特性，就具备了感染人的能力。有些学者认为1 9 1 8年西班牙流感大流行就可能是禽流感病毒经过猪体适应后传播给人群的。越来越多的证据显示，基因重配的流感病毒具有明显的选择优势，传播能力显著增强。比如2 0世纪人类发生的4次大流感中有2次就是由于基因重配而产生的新型流感病毒引起的。1 9 5 7年的亚洲流感是当时流行于人群中的H1 N 1病毒从禽流感病毒中获得了HA、N A、P B 1基因节段而产生的H2 N 2亚型病毒引起的。1 9 6 8年香港流感是当时人群中H 2 N 2病毒从禽流感病毒获得H A、P B 1基因后产生的H3 N 2亚型流感病毒引起的。此次源于北美的新型甲型H1 N 1流感病毒就是一种含有人一猪一禽3种流感病毒的重配病毒，其跨物种传播能力明显增强。第三，猪也可能成为人流感病毒(HI N1和H 3 N 2亚型)的贮存宿主，一些人流感病毒在人群中消失后，可以在猪群中持续存在，这种病毒一旦重新传染给人就可能在免疫空白人群中造成流行。这已有多起报道证实这些在人群中消失的人流感病毒(人HI N 1或H 3 N 2)在猪体内的存在。有科学家认为1 9 7 7年的所谓“俄罗斯流感”(消失了近2 0年的H1 N 1重新在人群中出现)就可能是由存储在猪体中的人源H1 N1病毒传播给人引起的。

2流感病毒在猪体内的进化方式

    A型流感病毒的进化方式包括病毒的宿主适应性进化、遗传性漂移、基因重配和R N A重组等，其中前三种方式在猪体内都有发生。但与人和禽流感病毒相比，基因重配是流感病毒在猪体内进化的主要方式引。

2．1流感病毒的宿主适应性(h o s t a d a p t i o n)进化

    如前所述，A型流感病毒进入不同的宿主，经过长期适应，形成了宿主范围限制性(h o s t r a n g e r e s t r i c t i o n)，即特定宿主的流感病毒一般不容易传给其他动物。但在自然条件下，A型流感病毒的跨种传播也时有发生，如由禽类传播给哺乳动物。当流感病毒发生跨物种传播时，病毒对新宿主的适应过程也是病毒自身进化的过程，这一过程决定病毒在新宿主中能否稳定存在。比如2 O世纪7 O年代，禽HI N1病毒跨物种传播给欧洲的猪群后，与其母源病毒相比，抗原漂移明显加快，这种快速的进化促进了禽H1 N1病毒在猪体内的适应和持续存在。

2．2抗原漂移(a n t i g e n i c d r i f t)流感病毒属

    R N A病毒，在复制过程中R N A聚合酶缺乏校正功能，各基因都存在一定程度的点突变；其中，编码表面抗原的HA和N A的突变率最高。宿主的免疫选择压力是影响H A和N A基因突变的重要外部因素。病毒为了逃避宿主的免疫压力，点突变逐渐积累，直接导致抗原发生改变，即抗原漂移(a n t i—g e n i c d r i f t)，使宿主针对先前流行株的抗体不能再中和新出现的毒株。流感病毒在不同宿主所受的免疫压力不同。在水禽中，流感病毒与宿主高度适应，其进化几乎处于停滞状态，称之为进化静止(e v o l u t i o n s t a b l i z a—t i o n)。相比之下，人流感病毒所受的免疫压力最大，每隔2～3年就会发生一次抗原漂移。S I V所受的免疫压力介于两者之间。与人流感病毒相比，抗原漂移对S I V并不那么重要，而且HA蛋白氨基酸的改变往往不涉及抗原位点。这是由于猪的养殖模式决定了猪群中总能及时地提供缺乏免疫力的易感个体，因此S I V所受的免疫压力较小。

2．3基因重配(g e n e t i c r e a s s o r t m e n t)A型流感

    病毒的基因组分为8个节段，当两个不同来源的病毒共同感染同一宿主时，在病毒的复制过程中就可能产生重组病毒，这种现象称为基因重配。当基因重配涉及到HA和NA亚型时，就会使流行株出现新的亚型，这种剧烈的抗原改变称为抗原转移(a n t i g e n i c s h i f t)。上述的A型流感病毒的跨物种传播也是一种抗原转移方式，抗原转移是流感病毒逃避宿主免疫压力的一种快速的进化方式。前面提及，流感病毒具有宿主限制性，禽流感病毒很难在人体增殖。而猪的上皮细胞同时具有S A 2，3 G a l和S A2，6 G a l两种受体。禽和人流感病毒都能感染猪，这就为两种或两种以上不同毒株在猪体内发生基因重配提供了可能。因此，人们认为猪在流感病毒的生态分布和进化中充当了“混合器”的角色。从2 0世纪8 0年代起，已在猪群中分离到基因重配病毒，包括H3 N 2、HI N 2、H1 N 7、H3 N 1等亚型。这些重配病毒有的涉及到抗原转移，即产生了新亚型的病毒；有的亚型未变但内部基因发生了重配。重配病毒大多表现出一定的选择优势，在宿主范围、致病性和进化速度等方面都与母源病毒有显著的差别。

3猪流感病毒在世界范围内的流行情况

    与人类流感相比，猪流感病毒在世界范围内的流行情况各不相同，具有明显的地区差异。猪流感的资料主要集中在北美、欧洲和东亚地区(包括中国)，其他地区的流行情况报道较少。虽然在这些地区流行的猪流感病毒在基因型和抗原性等方面各不相同。

3．1欧洲目前欧洲猪群中流行的主要是类禽

    HI NI、H1 N2和H3 N 2病毒，其中后两者是基因重配病毒[3。(1)类禽HI N1(A v i a n—l i k e)病毒：这类病毒的全部基因是禽源性的，是由禽H1 N 1流感病毒跨物种传播给猪。

    1 9 7 9年在欧洲的猪群中出现类禽HI N 1的猪流感病毒，这类病毒在抗原和遗传性方面与古典猪HI N 1病毒完全不同，但与禽源的H1 N 1病毒关系最密切的8基因节段都是禽源的，是禽H1 N 1病毒跨物种传播到猪的结果。这些类禽H1 N 1病毒与古典HI N1病毒相比，具有明显的选择优势，传人猪群2年后，该类病毒已完全取代古典H1 N1 S I V，成为目前欧洲猪群中主要的HI N 1亚型病毒。

    (2)基因重配的H1 N 2病毒：1 9 9 4年英国从发病的猪体内分离到的H 1 N 2亚型流感病毒，分子遗传研究表明病毒的H A和N A基因分别来自人H 1 N 1和H 3 N 2亚型病毒，6个内部基因来自已经存在于欧洲猪群中的类禽H 1 N 1病毒。之后此类病毒传播到欧洲其他地方，在欧洲大陆的猪群中广泛流行。

    (3)基因重配的H3 N 2病毒：这类病毒首次于1 9 8 4年在意大利的猪体内发现，HA和N A基因来源于人H 3 N 2病毒，而内部基因则来自于流行于猪群中的类禽H1 N1病毒，这是对猪作为流感病毒“混合器”假说的首次证实。这种基因重配的H3 N2病毒也是目前欧洲猪群中的另一个优势流行株。

    总之，目前欧洲猪群中的H1 N 1病毒的8个基因片段都是禽源的，H1 N 2病毒是一种三源基因重配病毒，其6个内部基因也是禽源的，而H 3 N 2病毒除H A和N A外，其他6个基因也是禽源的。

3．2北美1 9 9 8以前猪群中流行的流感病毒基本上全都属于古典猪H1 N 1亚型，但之后的几年间由于基因重配，北美地区的猪流感病毒的流行情况日趋复杂。：。

    (1)古典猪H1 N 1病毒：1 9 3 0年S h o p等在美国的猪群中分离到第一株流感病毒，称为猪古典HI N 1亚型病毒。越来越多的证据表明，古典猪HI N 1病毒与人类H1 N1病毒起源于同一种病毒，与1 9 1 8年西班牙大流感病毒的起源一致，现已明确其起源于禽流感病毒。但这种禽流感病毒是经过猪体内适应后传给人类，还是直接感染人然后再由人传给猪，或者是这种禽流感病毒分别沿着两种途径传给猪和人，然后在各自的宿主中独立进化，目前尚没有证据回答这些问题。

    (2)H3 N 2病毒：1 9 9 8年，北美地区猪群中出现了新的人一禽一猪三源基因重配的H3 N 2病毒，并在该地区引起广泛流行。这种病毒的基因组成是：HA、N A和P B 1来源于人H3 N 2病毒，M、N P和N S基因来自于古典猪H1 N 1病毒，而P A和P B 2则来自于禽流感病毒。与类人H 3 N 2亚型相比，三源重配的H 3 N 2病毒的致病性和传染力都明显增强，呈明显的选择优势。

    (3)基因重配的H1 N 2病毒：1 9 9 9年在美国的猪群中出现了一种新的病毒H1 N 2，这种病毒是流行于北美猪群中的猪古典H1 N 1病毒与1 9 9 8年新发现的人一禽一猪三源重配的H3 N 2病毒发生基因重配的产物。其基因组成包括：H A、M、N P和N S基因来自古典H1 N1病毒，N A、P B 1基因来自于人H 3 N 2病毒，P B 2和P A基因来自禽流感病毒。

3．3中国关于我国的猪流感流行情况许多资料来源于香港的一些早期研究。在中国，早在1 9 1 8年C h u n等就报道了类似猪流感的症状。研究表明古典猪H 1 N 1病毒和类人H 3 N 2病毒是我国猪群中流行的主要亚型。2 0世纪8 O年代初和9 0年代中期，从供应香港地区猪中分离到禽源H 3 N 2病毒和禽源HI N 1病毒，但没有造成流行。香港学者在8 0年代初从华南地区的供港猪中分离到3株基因重配的H 3 N 2病毒，它们的H A和N A基因来自类人H 3 N 2病毒，而内部基因来自于古典猪H 1 N 1病毒，但这种重配病毒没有造成流行，对猪体的致病性也不清楚。1 9 9 8年香港的学者又从大陆供港猪群中分离到禽源H g N 2和类人H 3 N 2病毒。1 9 9 1年郭元吉等从北京某猪群中分离到猪古典H1 N 1病毒]，这是在中国大陆的首次报道。关于我国古典猪H 1 N 1病毒的起源，郭元吉等根据H A基因分析，认为是从国外传人的。根据资料记载，我国猪流感的发生最早可追溯到1 9 1 8年，那年欧洲西班牙流感大爆发波及到中国。S h o r t f i d g e等证实在2 O世纪7 O年代古典猪H 1 N 1病毒就存在于中国猪群中。长期以来猪流感病毒在我国学术界未引起足够的重视，事实上流感病毒可能在我国猪群长期存在，报道少只是研究空白的结果。最近大陆的一些研究者也从猪体内分离到禽源H 9 N 2和H 5 N 1病毒，但二者在我国猪群中的流行情况尚不清楚。祁贤等2 0 0 4年从华东地区某猪场分离到3株基因重配的HI N 2病毒，遗传进化分析表明，N A基因与1 9 9 5年流行于中国人群中的H 3 N 2哑型病毒的N A基因同源性最高，而其它7个基因则与1 9 9 3年~1 9 9 4年流行于中国猪群中的古典猪H I N 1亚型病毒的相应基因同源性最高_l 2 j。这是我国首次报道在猪体内发现由人流感病毒和猪古典H 1 N 1病毒自然发生基因重配而产生的H 1 N 2亚型流感病毒。2 0 0 5年祁贤等从中国猪体内分离到一株三源基因重配的H 3 N 2病毒_g]。这些重配病毒的发现对我国流感病毒的生态分布和遗传进化研究具有重要意义。

3．4近期北美地区出现的新型甲型H1 N 1流感病毒的基因来源分析2 0 0 9年4月份以来，北美地区人群中出现的新流感疫情呈扩大趋势，其病原是一种了新的HI N 1流感病毒。关于这种新的流感病毒的来源有多种说法，但主流观点锁定为猪流感病毒的变种。近日wHO将名称由猪H1 N1流感病毒改名为甲型HI N 1流感病毒，似乎与猪没有了关系。难道这种新型甲型HI N1病毒像S A R S病毒一样，横空出世、来去无踪吗?所幸科学家在对流感病毒的长期研究中，积累了大量的不同时、不同地方和不同宿主中流感病毒的基因组信息，这为溯源新出现的流感病毒的来源提供了重要依据。从网上获得了近期墨西哥等国人感染猪流感病毒的全基因组序列，以分离株A／C a l i f o r n i a／0 4／2 0 O 9(H1 N1)为代表，对其序列进行了分析和比较。在掌握北美地区和欧洲猪流感病毒流行情况的基础上，运用生物信息学技术，通过序列同源性比较和基因进化树分析，对A／C a 1 i f o mi a／0 4／2 0 0 9的基因起源和遗传进化进行了探究，得到了一些初步结论，同时也对我国流感病毒的研究工作做了一些思考。

    (1)A／C a l i f o r n i a／O 4／2 O 0 9(H1 N1)毒株：由北美猪流感病毒(基因重配HI N2和／或基因重配H 3 N 2)与欧洲猪流感病毒(类禽HI N 1和／或基因重配HI N 2、H3 N 2)经过基因重配而产生的新型病毒。然而，A／C a l i f o r n i a／0 4／2 O O 9是由两种病毒还是两种以上病毒重配后产生的，由于缺乏相关参考株的序列信息，尚不能确认。

    (2)流行株l i f o m i a／0 4／2 0 0 9(H 1 N 1)可能的基因来源：d)P m和P A基因来源于北美重配的流感病毒H I N 2或H 3 N 2，而后者的相应基因又来源于禽(1 9 9 8年~1 9 9 9年介入猪群)，因此也可以认为A／C a l l—f o mi a／0 4／2 0 0 9的P B 2和P A基因最终来源于禽。②H A，N I P和N S基因来源于北美的基因重配病毒(H l N 2和／或H 3 N 2)，而后者又来源于古典猪HI N 1，因此也可以认为AC a l i f o r n i a／0 4／2 0 0 9 H A，N P和N S基因最终来源于猪古典H 1 N。③P B 1基因来源于北美的基因重配病毒(H I N 2和／或H 3 N 2)，而后者又来源于人流感病毒，因此也可以认为A／C a l i f o r n i a／0 4／2 0 0 9的P B 1基因最终来源于人。④N A和M基因来源于欧洲猪流感病毒(类禽HI N 1或／和基因重配H 3 N 2病毒)，而后者又来源于禽流感病毒(1 9 7 9年介入猪群)，因此也可以认为A／l i f o a／0 4／2 0 0 9的N A和M基因最终来源于禽。

    (3)A／C a l i f o r n i a／0 4／2 0 0 9的产生是流感病毒在猪体内长期进化的产物，主要的进化方式是基因重配。虽然A／C a l i f o r n i a／0 4／2 O O 9含有人、猪、禽三种来源的基因，但其中的人和禽源病毒基因都分别在1 9 7 9(欧洲类禽猪H1 N1)和1 9 9 8年～1 9 9 9年(J L美的基因重配病毒HI N 2和／或H 3 N 2)就已经介入到猪体，并产生相应的重配病毒。人和禽流感基因已经在猪体内进行了长期进化，如北美猪群中已有1 0年，而欧洲猪群中已有3 0年，可见禽流感病毒在猪体内长期进化后就逐渐增强感染人类的能力，这也进一步为以前某些流感专家提出的一个假说提供了佐证，即在猪体内重配后产生的具有人和／或禽病毒基因的重配病毒具有明显的选择优势，可能成为引起人类大流感的毒株。

    (4)此前的研究表明我国猪群中流感病毒的流行情况及遗传背景与欧美国家有差别|1]。我国猪群中流行的猪流感病毒主要是古典猪H1 N 1和类人H3 N 2病毒。A／C a l i f o r n j a／0 4／2 O 0 9(H1 N1)毒株是由北美猪流感病毒与欧洲猪流感病毒经过基因重配而产生的新型病毒。为了预防流感传播与流行，在经济全球化的今天，我国应该加强对猪流感的监测工作，及时发现对人类公共卫生可能产生严重威胁的重配病毒的产生。禽流感病毒，特别是水禽流感病毒，是流感病毒的基因库。近年来，在北美和欧洲猪群中流行的基因重配病毒都含有禽流感病毒基因。引起1 9 5 7年亚洲流感和1 9 6 8年香港流感的流行株都是禽流感病毒提供了基因。这些资料表明含有禽流感病毒基因的病毒可能在哺乳动物(人或猪)中具有选择优势。虽然目前尚未在中国猪体内发现含有禽流感病毒基因的重配株，但有证据显示禽H1，H9和H5亚型病毒已经感染了猪。禽流感病毒，人H 3 N 2亚型病毒，或者古典猪HI N1亚型病毒和H1 N2病毒在中国猪群共存，这就为含有禽流感病毒基因的重配病毒的产生提供了机会，这对养猪业以及人类公共卫生构成了极大的威胁，必须引起高度重视。

    (5)建议立即启动我国流感病毒基因组测序工程。近年来美国启动了流感病毒的基因组测序工程，并将所有序列信息实现共享，这对流感病毒的研究起到了极大的推动作用。本次北美地区甲型HI N1的发现，除了得益于流感监测数据，病毒的基因组测序功不可没。近年来我国流感监测工作取得很大进步，覆盖全国的监测网络逐渐完善，但相比于欧美国家，流感病毒基因组的破译尚有差距。我国是流感多发国家，为了解我国流感病毒的分子进化机制，及时发现可能出现的新病毒，应立即开展流感病毒的基因组测序工程。同时应建立包括禽流感病毒和猪流感病毒在内的整体流感病毒监测网络。A型流感病毒是个大家族，只关注某些成员而忽视整个家族的分布，得到的信息必然片面。在我国，人季节性流感病毒和动物流感病毒的监测工作分属卫生和农业两个系统，为此应加强联合监测，并做到信息共享，从而使研究工作走上一个新台阶。