新型H3N2人流感的进化及受体结合特性研究

In the 2014-2015 flu season in the northern hemisphere, because they do not match with the current H3N2 subtype vaccine strain, resulting in its protective effect is very low and a higher mortality than the previous flu season. Hemagglutinin protein (HA) mediated by receptor binding is a major determinant of the spread of the influenza virus. Its antigenic differences affect the receptor binding properties change has not been reported in detail, and exploring its key amino acid of receptor binding change will be better understood H3N2 virus widespread reasons. Through previous studies, we found that the binding properties of strains in the human receptor preference. This study will be popular in different years strains HA protein sequence analysis on the basis of the comparison continues its trend of the vaccine strain and the pandemic strain previously receptor binding properties, find out the trend of receptor binding change. And on this basis, using the method of X-ray crystallography to explain the basis of its binding receptors of human origin, find the key amino acid of receptor binding change to elucidate the molecular mechanism of H3N2 human influenza virus transmission, monitoring and early warning H3N2 human influenza virus epidemic among people and provide important theoretical basis.

在2014-2015北半球流感季节中，由于疫苗株中H3N2亚型与现行流行毒株的不匹配，导致其保护效力极低，造成了比先前流感季节更高的死亡。血凝素蛋白（HA）介导的受体结合是流感病毒传播的主要决定因素。其抗原性的不同是否影响到了受体结合特性的变化还未见详细报道，而且探究其受体结合变化的氨基酸将会更好的理解H3N2病毒广泛传播的原因。通过前期研究，我们发现流行毒株偏好人受体的结合特性。本研究将在不同年份流行毒株HA蛋白序列分析的基础上，继续比较其与疫苗株以及先前大流行毒株的受体结合特性，找出其受体结合变化的趋势。并在此基础上，利用X-射线晶体学的方法解释其结合人源受体的结构基础，找到受体结合变化的关键氨基酸，阐明H3N2人流感病毒传播的分子机制，为监测和预警H3N2人流感病毒在人际间的流行提供重要的理论依据。

研究背景：2014-2015年，H3N2亚型季节性流感病毒发生了抗原变异，使得当时所用的流感疫苗的免疫保护力降低，导致了以往前流感季节更高的死亡率。流感病毒通过病毒粒子表面的HA来识别和结合宿主细胞表面的唾液酸类受体，从而启动病毒与宿主细胞的融合，引发病毒复制。因此HA是流感疫苗的主要抗原成份和流感病毒变异集中的主要蛋白。.研究内容、重要结果和关键数据：根据序列分析结果，我们选取了2014-2015年H3N2流行毒株，3c.3a和3c.2a分枝中的A/HongKong/7278/2014（7287）和A/HongKong/7276/2014（7276）作为研究的代表毒株。将该两个毒株的HA胞外段构建到哺乳动物表达载体，在293T细胞内进行了表达和纯化。随后，利用SPR方法，测定了纯化的HA蛋白同唾液酸受体SAα-2,3Gal和SAα-2，6Gal的亲和力。结果发现7278和7276两株HA的受体嗜性没有发生改变，均不能结合SAα-2,3Gal受体，只结合SAα-2,6Gal受体，但亲和力较弱。对SAα-2,6Gal受体的亲和力KD值中，7278 HA比7276 HA要低一个数量级。可能是由于7278的HA中158位的糖基化导致，也可能是受体结合区域的某个或某些氨基酸突变造成的。此外，我们利用免疫组化的方法，测定了7278和7276的HA蛋白与人气管（主要分布SAα-2,6Gal受体）、鸭小肠（主要分布SAα-2,3Gal受体）和人肺（SAα-2,3Gal和SAα-2,6Gal均有分布）的结合，结果发现，7278和7276两株的HA蛋白只与表达SAα-2,6Gal受体的人肺细胞和气管上皮细胞结合，而与鸭小肠表皮细胞不结合，这与SPR的结果一致。.科学意义：该研究部分阐明了2014-2015年H3N2流行毒株的受体结合特性，为监测和预警H3N2人流感病毒在人际间的流行提供了重要的实验数据。