[成果]我校学者发文揭示鸟类迁徙与禽流感病毒爆发的关系
29.12.2014 09:42
本文来源: 师范大学
日前，我校全球变化与地球系统科学研究院首席科学家徐冰教授与其合作者在PNAS(美国科学院院刊)发文揭示野鸟的迁徙模式对高致病性禽流感病毒H5N1在亚洲的传播与周期性爆发的影响。
H5N1于1996年在亚洲首次出现，继而传播到欧洲、中东和非洲，造成巨大的经济损失，一些人甚至因此丧命。而这种病毒为何能传播如此之远，却仍无定论。
徐冰教授与其合作者研究了H5N1在野鸟和家禽中的暴发记录、收集自被感染个体的病毒基因组序列，以及2003年到2012年期间通过4个卫星追踪的野生鸟类物种的迁徙模式，综合使用病毒时空信息、候鸟追踪技术、传播速度、病毒进化、网络结构等多种因素进行分析与研究，实现了病毒溯源与传播网络的最大似然估计，揭示在亚洲流行的禽流感H5N1分支2.3.2病毒是沿着候鸟固定迁徙路线不断进化，推翻了禽流感病毒沿随机网络或跨迁徙路线传播的假设。 该结论将对亚洲不同国家与地区间协调共同防控禽流感病毒具有指导意义。
研究者们从斑头雁，鸿雁，赤麻鸭，针尾鸭四种鸟类的GPS追踪数据中提取鸟类的迁徙路线。其中鸿雁和针尾鸭多在在中国南部和东南亚越冬，沿着东亚-澳大利亚迁徙路线在蒙古或亚洲东北部地区（包括韩国和日本）繁殖，而斑头雁和赤麻鸭一部分在南亚（印度，尼泊尔，孟加拉国，缅甸）越冬，沿着中亚迁徙路线在青海或蒙古进行繁殖。
研究人员的系统发育分析显示高致病性禽流感H5N1病毒2.3.2和2.3.2.1分支可分为差异明显的两组，分别对应中亚飞行路线组和东亚-澳大利亚飞行路线组。亚洲东北部、中国南部和东南亚分离到的病毒有较高的遗传相似性，青海省、中国南部和蒙古的病毒样本也同样表现出遗传相似性。其中，蒙古的分离株与其他两组都有遗传相关性，这很有可能是由于该地区的飞行路线有交叉而导致的。
基于进化树提供的信息，研究者们建立了亚洲地区的高致病性禽流感H5N1病毒的基因流网络。通过随机网络发现，在东亚-澳大利亚飞行或中亚飞行路线建立的基于飞行路线的随机网络可以更好地表达观测到的基因流，而不是涵盖所有地理位置的纯粹的匀质随机网络。这个结果推翻了飞行路线之间随机混合的假说，因此候鸟迁徙路线可能是高致病性禽流感H5N1在洲际间传播的一个主要障碍。研究者们进而在每个基于飞行路线建立的随机网络内再建立1000个随机网络，与候鸟迁徙网络进行对比，揭示可能作为替代的或潜在的传输途径，更好地解释观测到的基因流。结果显示，候鸟迁徙网络能最好地解释东亚-澳大利亚和中亚飞行路线二者的H5N1病毒基因流类型。
研究表明，包含迁移过程的迁移网络优于不考虑病毒迁移过程的测算方法，因为这些直接距离测量法忽略病毒迁移过程，无法揭示潜在的空间传播过程。鸟类迁徙的循环周期能更好地描述病毒基因流。而地理距离对沿飞行路线的病毒传播影响甚微，这说明空间距离不是阻碍飞行路线内基因转移的一个主要生态屏障。网络分析结果显示候鸟和高致病性禽流感H5N1病毒可能共享迁移网络，而且病毒能够沿鸟类迁徙路径进化和传播。
（全球变化与地球系统科学研究院）
本文来源: 师范大学
29.12.2014 09:42
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