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甲型流感病毒(influenza A virus,IAV)可引起人和多种动物感染发病。IAV的多样性和分布特征非常复杂,揭示IAV的多样性和分布特征有助于分析IAV疫情状况和风险,阐明IAV的流行规律,以及预测IAV疫情发展态势。十年前,IAV的多样性和分布特征曾被全面解析。但是近十年来,新增了数万株IAV的基因序列,同时有些IAV基因的旧序列已被修订。这些新增和修订的毒株可能代表了一些新的分支或亚分支。并且,近十年计算机运算能力也显著增强,为系统运算更多、更新、更准确的IAV序列提供了工具。鉴于上述背景,本研究旨在重新全景式地解析了IAV多样性和分布特征,以完善了人们对IAV多样性和分布特征的认识。在本研究中,将主要在禽、人、猪、马和犬群体中流行的IAV,分别命名为禽流感病毒(AIV)、人流感病毒(Hu IV)、猪流感病毒(SIV)、马流感病毒(EIV)、犬流感病毒(CIV);本研究从流感病毒资源数据库中(Influenza Virus Resource)筛选了背景清晰的139872条IAV的氨基酸序列,作为分析原始材料;对不同亚型的HA和NA基因节段,以及IAV的6个内部基因节段(PB2、PB1、PA、NP、MP、NS),逐个利用MEGA 7.0软件进行序列比对、遗传进化分析、谱系划分,对既往IAV多样性和分布特征的描述修订了200处以上,并对全景图进行了抽样检验与实例应用。主要结果如下:1.IAV整体分布特征解析对139872条IAV的氨基酸序列进行统计分析,结果表明:H1、H3、H5和H9亚型的序列显著多于其他亚型;H1N1、H1N2、H3N2、H5N1和H9N2亚型的序列显著多于其他组合亚型;禽、人、猪为IAV主要的感染宿主;AIV中H9N2和H5N1亚型较多;Hu IV主要是H1N1或H3N2亚型;SIV主要是H1N1、H1N2或H3N2亚型;EIV主要是H3N8或H7N7亚型;CIV主要是H3N8或H3N2亚型。IAV这些整体分布特征反映了IAV的流行情况,也反映了各个宿主中某些亚型的流行潜力,对IAV的流行病学分析与风险预测具有重要意义。2.IAV各基因节段全景式多样性分析对139872条IAV的氨基酸序列进行比对、系统进化分析和谱系划分,结果表明:H1亚型IAV分为H1.1和H1.2,它们又各进一步划分了4个二级分支,每个二级分支都有明显宿主、时间或地理特征,如H1.1b对应着来自南美洲的AIV,H1.2a对应1918年的Hu IV,H1.2c对应在全球流行多年的H1亚型SIV;类似地,对H2-H18等其余17个HA亚型也进行了全景式多样性和分布分析。N1亚型IAV分为N1.1-N1.3,有些分支进一步划分了二级、三级和四级分支和五级分支,每个亚分支都有明显宿主、时间或地理特征,如N1.1b对应流行于西半球的AIV、N1.1c2a对应近些年在东半球广泛流行的H5N1亚型HPAIV;类似地,对N2-N11等其余10个NA亚型也进行了全景式多样性和分布分析。PB2基因分为PB2.1-PB2.4,有些分支进一步划分了二级、三级和四级分支,每个二级、三级或四级分支都有明显宿主、时间或地理特征,如PB2.1b对应1990s在北美暴发的SIV、PB2.1d对应近些年出现的H3N2亚型CIV;类似地,对PB1、NP、PA、MP、NS等5个内部基因也进行了全景式的多样性和分布分析。上述结果对既往IAV的多样性和分布特征的描述进行了200处以上的修订,主要包括:(1)确定以前研究中因为序列错误而设置了S1.7、S1.8、S2.7、S3.8、S5.9、S5.10、h3.3和h5.3等IAV分支,本研究中均予以删除;(2)本研究全景性地揭示了IAV在近些年形成的一些新分支(如2013年在中国引起大量人感染和死亡的H7N9亚型AIV所形成的分支PB2.1b1等);(3)本研究揭示了H1和H3亚型SIV存在更多的分支或亚分支;(4)本研究还从整体上进一步证实了前人研究中的相关结论,如大多数AIV的基因都是分为东、西两个半球的分支,但H3和H13亚型AIV、N2亚型AIV以及病毒的NS基因,并不能简单地根据西半球和东半球而划分为两个分支;(5)本研究从整体上揭示了IAV的流行特征,如在东半球流行的SIV很少在西半球流行,但是在西半球流行的SIV却能时常在东半球流行。3.全景图的抽样检验与实例应用本研究筛选部分有参考意义的IAV代表毒株序列对全景图进行抽样检验。结果表明,本研究中所选取的有一定参考意义的代表毒株所构建的进化树,与上述全景图的进化树趋势上完全一致,且大多数分支及亚分支都获得较高步值(bootstrap)的支持,表明本研究结果是可靠的。同时,于2018年,从我国11省(直辖市)67个场点,采集8914份样品,开展AIV流行病学调查。并对分离到的2273株AIV的NA基因进行序列测定和谱系进化分析,结果进一步验证了本研究更新修订的IAV多样性与分布特征全景图的实用性和可靠性。综上,本研究通过对更准确、更多和更新的IAV序列进行运算,进行了200处以上的修订以及实例检验,更全面地描述了IAV的多样性、分布特征和IAV最新演化情况,为全球科研人员和疫病防控人员开展各类IAV流行病学调查、流行特征分析、流行风险预警,提供了全面的框架和背景信息,因而对各类IAV的防控具有重要意义。此外,本研究提出一种新的适用于所有IAV基因/亚型的分支和亚分支的合理而简洁的命名系统,这有助于统一和简化人们对IAV的学术交流。