作者:田瑞颖 虞璐 来源:中国科学报 发布时间:2021/12/3 16:31:39
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刘秀梵院士团队:降服禽流感的“缉毒”战士

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刘秀梵指导团队成员做实验 扬州大学供图

从“无鸡不成席”到谈“禽”色变,禽流感病毒像“幽灵”一般时常在世界各地“为非作歹”,不仅危害家禽养殖业,还引发了严重的公共卫生事件。

20多年来,在中国工程院院士、扬州大学教授刘秀梵的带领下,扬州大学禽流感防控研究团队始终战斗在抗击、防控禽流感的最前线,并在禽流感病原流行病学研究、致病机制和免疫防控新技术等方面取得了一批重要科研成果,为家禽养殖业保驾护航,在病毒与人类之间筑起“防护墙”。

2018年,刘秀梵团队入选了首批“全国高校黄大年式教师团队”,今年10月,他们又荣获了2021年度江苏省高等学校优秀科技创新团队称号。

在“赛跑”中发出预警

禽流感,一般分为高致病性禽流感和低致病性禽流感,前者主要由H5、H7亚型禽流感病毒引起,可引发家禽较高的发病率和死亡率;后者主要由H9亚型禽流感病毒引起,致死率较低,但因其传播速度快、污染面广,大多数养鸡场深受其害。

刘秀梵认为,虽然暴露人群中感染禽流感病毒的概率很低,但也必须加强禽流感病毒的监测,以防病毒变异后增强对人和其他哺乳动物的致病性,引发新的流感疫情。

为此,研究团队依托江苏省兽医学优势学科、江苏高校“动物重要疫病与人兽共患病防控”协同创新中心、禽流感病毒国家专业实验室(扬州)、动物生物安全三级实验室等平台,针对野禽、华东地区活禽交易市场、养殖家禽等开展了大规模禽流感病毒的流行病学调查和研究。

在团队成员、扬州大学兽医学院教授彭大新看来,通过加强监测,构建更为丰富的禽流感病毒资源库和抗原变异图谱,是禽流感预警和防控的第一步。

为及时精准预警,团队每个月都要开展监测采样工作,并对分离到的禽流感病毒进行基因测序,一旦发现新的病毒,便立即对其流行趋势进行评估,并向有关部门提出预警建议。

2008年,在对华东地区活禽市场的监测中,团队率先发现了H5N5亚型禽流感病毒,随后又发现了H5N8等H5Nx亚型禽流感病毒,突破了亚洲起源H5N1亚型禽流感病毒基因组比较稳定的认知。该研究成果被世界卫生组织H5亚型禽流感病毒进化研究小组引用,并作为划分H5亚型禽流感病毒新分支的重要依据。

2013年春天,一种新型H7N9亚型流感病毒首次在我国华东地区的鸡群中流行,并在人群中造成了至少5波流行,1600多人被感染。通过半年的调查,团队在全国最早系统描绘出了新型H7N9病毒的详细起源和重配机制,并据此起草了该病毒的防控建议,团队也因此被授予“全省人感染H7N9禽流感疫情防控先进集体”。

今年6月,我国通报了全球首例人感染H10N3病例。实际上,早在2019年12月,团队就在监测中发现H10N3病毒,并证实该类型病毒基因组发生重组,获得了病毒受体结合特性以及在不同动物模型中的致病性和传播性等关键信息,这为防控H10N3病毒在家禽中的流行,防止再次发生人感染事件提供了科学依据。

“我们要尽量跑在病毒前面,以最快的速度搞清楚它的‘来龙去脉’,尽快切断传染源,把危害控制在最小范围。”刘秀梵说。

夯实禽流感基础研究

“基础研究是科技创新的源头,‘卡脖子’的技术问题需要基础研究来解决,社会民生也需要基础研究来保障。”刘秀梵说。

他认为,禽流感病毒在突变和重组过程中会导致病毒的生物学特性发生显著变化,会增强病毒对宿主和哺乳动物的致病性,危害养禽业和人类健康。

为此,刘秀梵带领团队始终站在禽流感研究的最前沿,聚焦高致病性禽流感病毒的致病和免疫机理研究,致力于解决禽流感防控的难题。

通过对2007年至2013年华东地区的部分H9N2禽流感病毒株进行基因型分析,团队发现重组产生的S基因型H9N2病毒已成为当前H9N2 病毒流行的主型。

“S基因型H9N2病毒内部基因就像一个‘毒源’,可以作为其他病毒内部基因的供体,经过基因重组产生新的病毒。”刘秀梵说。

在他看来,近年来我国新出现的能感染人的H7N9亚型、H10N8亚型及H10N3亚型禽流感病毒都与S基因型H9N2病毒有关。这为从源头上防控禽流感提供了理论支撑。

此外,他们还发现了高致病性禽流感病毒对哺乳动物致病性增强的分子靶标,揭示了H5亚型禽流感病毒HA蛋白糖基化位点缺失对哺乳动物致病性增强的机制,阐明了病毒毒力调节蛋白PA-X加速H5、H7亚型禽流感病毒的流行及其相关分子机制,有力提升了我国禽流感研究的国际影响力。

锻造疫苗“铠甲”

1998年,H9N2亚型禽流感在全国爆发。为尽快研发有效疫苗,刘秀梵带领团队争分夺秒,与病毒“赛跑”,在禽流感主要流行地区开展H9N2亚型禽流感流行病学调查,采集了13个省市的病毒,并进行了系统分析鉴定和遗传发生分析。

半年后,H9亚型禽流感灭活疫苗诞生,成为全国第一个获批国家新兽药证书的禽流感疫苗,2002年2月,该疫苗获得生产许可,并在全国范围内推广应用。

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刘秀梵在孵化场指导雏鸡疫苗接种 扬州大学供图

在刘秀梵看来,由于病毒一直在变异中,疫苗也需要随之更新升级。

H5亚型禽流感病毒有多个分支,近几年在我国广泛流行的两个分支病毒抗原性差异很大,而当前常用的疫苗仅针对某一病毒分支,不能完全保护家禽免受感染。

针对这一问题,刘秀梵又带领团队研发了重组禽流感病毒H5亚型二价灭活疫苗,可完全抵抗两个分支的H5亚型禽流感病毒。今年6月,该疫苗获批国家新兽药注册证书,将为防控禽流感病毒提供新“武器”。

彭大新认为,黏膜免疫新技术,代表了禽流感疫苗研究的发展方向。“黏膜系统虽然是宿主体内最大的免疫系统,但强大的黏膜防御体系会阻碍黏膜疫苗的抗原递送和免疫应答激活,这是长期以来阻碍黏膜疫苗研发的难点。”

当前,在禽流感病毒防控中,现有的灭活疫苗不能提供有效的黏膜免疫,难以阻断流感病毒在黏膜处的感染和排毒。

为此,研究团队联合中国科学院生物物理研究所等单位,开展多学科交叉合作,开发出了安全、高效、低成本的新型黏膜免疫纳米佐剂,设计的流感滴鼻疫苗可以突破黏膜屏障,高效“传递”流感抗原,为流感黏膜疫苗设计提供了全新思路。

在刘秀梵看来,动物与人处于同一个公共卫生系统。“只有把动物疫病的源头问题控制住了,才能控制人兽共患病。”

“未来,团队将以更新的技术、更多的成果,为践行‘一个健康’提供技术保障。” 刘秀梵表示。

 
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