科研进展|高福院士团队揭示牛传播H5N1禽流感病毒的跨种间传播机制

近期由高福院士领衔的研究团队 对 牛传播H5N1禽流感病毒血凝素（HA）蛋白 的受体结合特性 、组织嗜性 及其 结构变化开展了深入研究， 研究结果 阐明了 HA蛋白受体偏好性的分子基础，并提示了病毒的 潜在流行风险 和对这一新发病原体 持续监测的 迫切需求 。研究成果以题为“ Receptor Binding, Structure, and Tissue Tropism of Cattle-Infecting H5N1 Avian Influenza Virus Hemagglutinin ” 的 研究 论文，于2025年1月 22日 在线发表于国际顶尖期刊《细胞》（Cell）。

自2024年以来，H5N1高致病性禽流感病毒 （进化支 2.3.4.4b ） 在 美国的 牛群中持续传播并引起人类感染，受到全球广泛关注。 受感染的 奶牛常出 现 食欲降低、粪便性状改变、呼吸急促及奶产量下降 等症状， 牛乳中 也 持续检 出 具有传染性的病毒 及 病毒RNA。 2024年4月， 得克萨斯州一名奶牛场工人因接触感染 H5N1 病毒的奶牛而确诊，这也是首例报告的牛传人病例，患者主要症状为结膜炎。截至 2025年1月 17 日，美国已确认6 7 例高致病性H5N1病毒感染病例，其中多数与奶牛接触有关。 病毒为何在牛奶中大量存在？为何会导致人结膜炎?病毒是否已具备人际传播的能力？这些问题亟待解答。

针对首株感染人的牛源H5N1毒株 （ A/Texas/37/2024 ）， 研究人员 首先利用 表面等离子共振（SPR） 实验对病毒编码的HA蛋白进行检测，结果发现 牛H5N1 病毒 HA 偏好结合 禽α2-3型唾液酸受体， 但 同时 也具有微弱的 人α2-6型唾液酸受体 的结合能力 。 随后通过 免疫组织化学染色 发现 ，该 H5N1 HA 蛋白可强结合牛肺部 及 乳腺组织，与临床 症状相符； 相比之下，常见的人季节性流感病毒（H1N1 和 H3N2）HA 蛋白 并不能有效结合牛的相 应 组织。 此外 ，牛源 H5N1 HA 蛋白 还 可显著 结合人类的结膜、气管、肺 及 乳腺组织，而H1N1和H3N2 病毒的HA蛋白 仅能显著结合人气管组织 。这一发现为牛源H5N1病毒导致人结膜炎的分子机制提供了有力解释，也揭示了其 与季节性流感 病毒存在 截然不同的组织嗜性。

图1. 牛传播H5N1禽流感病毒的跨种间传播机制

研究团队 进一步 利用高分辨率冷冻电镜（cryo-EM）技术解析了 该病毒 HA 蛋白 与 禽 α2-3和 人 α2-6 唾液酸 受体 的复合物结构 ， 发现其受体结合区（RBS）比以往H5N1毒株更宽，可更有效地结合两种 受体 ，具有双受体结合特性。这些研究 结果从 分子 层面上阐明了牛源H5N1病毒在跨宿主传播中的 分子 机制，也 提示 了对 这一新发病原体 进行持续监 测 和深入研究的重要性。

首都医科大学附属 北京 地坛医院/北京市感染性疾病研究中心研究员宋豪、北京生命科技研究院博士后浩天骄、中国科学院微生物研究所博士后韩普、河北大学硕士生王海辰以及首都医科大学附属北京同仁医院 /北京市眼科研究所 张旭医生为 本 论文共同第一作者；中国科学院微生物研究所高福院士、北京同仁医院 /北京市眼科研究所和河南省医科院 王宁利院长、 北京 地坛医院 病理科 孙磊主任及宋豪研究员为论文共同通讯作者。 该研究得到了北京地坛医院金荣华院长、陈佳敏医生，中国科学院微生物研究所毕玉海研究员、张蔚副研究员等人的大力支持。 该研究 获得 了国家自然科学基金项目的 经费资助 。

高福团队长期致力于禽流感监测溯源及跨 物 种传播机制研究，曾揭示高致病性 H5N1 禽流感病毒、人感染 H7N9、H10N8、H6N1 、H3N8 等病毒的跨 物 种传播分子机制，并对潜在高风险的 D 型流感病毒、蝙蝠源 H17N10、H4 亚型等流感病毒进行系统研究，在 病毒 结构基础及传播规律 研究 方面作出了重要贡献。其研究成果多次入选 “ 中国十大科技进展 ” ，并荣获国家科学技术进步奖一等奖、特等奖及中华预防医学会科学技术奖一等奖等荣誉。（来源：病毒学界）