近年来,严重急性呼吸综合征冠状病毒(Sever acute respiratory syndrome coronavirus, SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(Middle eastern respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV)导致的重症呼吸道传染病引起了全球关注,这两种新生CoV的动物来源特性引发了人们对CoV分子进化特点和传播特性的重视。然而,由于这两种病毒的流行时间均较短,限制了对其在自然状态下进化特征的研究。人冠状病毒OC43(Human Coronavirus OC43, HCoV-OC43)作为最常见的引起人急性呼吸道感染的HCoV,是发现较早的HCoV之一,与SARS-CoV和MERS-CoV同为p属成员,且均为动物来源,因此对其进化特点的研究有可能为揭示SARS-CoV和MERS-CoV等新生CoV的种系进化特征提供参考。本研究首先对2005年至2012年间收集的来自我国的HCoV-OC43阳性呼吸道样本进行了分析。利用RT-PCR技术从临床样本中直接获得其基因和基因组序列,通过对主要功能基因(S、RdRp和N基因)的进化分析,发现既往报道的HCoV-OC43的B、C和D三种基因型在我国共同流行,其中B基因型在2006年后消失,于2010年后再次流行并呈上升趋势；C基因型则在2006年未再检出；D基因型在2007年至2009年间呈优势流行并随后持续流行；此外发现新的E基因型在2010年后出现并与B和D基因型共同流行。进一步对全基因组分析研究发现,E基因型为B、C和D基因型重组产生的新毒株,重组位点在nsp2/nsp3、nsp6/nsp7、nsp12/nsp13、 ns5a/E和M/N区域。提示基因型的转换可能是HCoV-OC43维持持续流行的一种重要方式。各基因型检出的年龄分布有明显差异(P=-0.0094),B基因型主要在婴幼儿和青年人(0.6-21岁)；C基因型为中老年人(58、72和88岁)；D基因型检出年龄范围最广(0.2-90岁),主要为中青年人；E基因型均为婴幼儿(0.8-2.7岁)。本研究进而利用分子时钟、选择压力、时序突变热点分析等手段对各基因型及HCoV-OC43的种系进化特征进行了分析。结果显示,在各基因型中,主导近年来HCoV-OC43流行的D基因型其刺突蛋白(S)基因具有较高的碱基替换速率和最多的氨基酸(amino acid, aa)阳性选择位点(25个),其中7个位点为不同分离年代分枝节点上的时序突变热点,6个时序突变热点位于N末端结构域(N-terminal domain, NTD)的N端及关键糖基结合位点的周围。2010年后再次流行的B基因型在NTD区也有规律性的aa突变,提示持续流行的特定基因型可能通过NTD区关键抗原位点的突变适应宿主的免疫压力从而维持其优势流行。综上,本研究系统揭示了我国流行的HCoV-OC43的分子流行特点,初步揭示了其种系进化特征,发现通过基因重组产生新基因型是HCoV实现优势基因型转换进而维持持续流行的重要方式,而关键aa位点的突变是特定基因型逃逸免疫压力、实现持续流行的重要因素。本研究揭示的NTD区氨基酸突变热点和重组热点为阐明C0V的种系进化特点提供了重要参考。