1. 持续追踪禽流感病毒的流行和变异动态，揭示了新型变异流感病毒的进化起源、预警了暴发及公共卫生风险
1.1 监测预警网络建立：围绕禽流感病毒（AIV）的重要宿主（野鸟—家禽—哨点医院患者）建设监测预警网络（Science China-Life Sciences, 2017 Dec;60(12):1386-1391，第一及通讯作者）。开展新型和变异禽流感病毒的监测预警和系统研究。
1.2 新型AIV的进化起源和传播规律研究
针对H7N9、H5等新型AIV综合分析，发现：近年来新型AIV HA和/或NA基因多起源于野鸟或涉水鸟。这些新型病毒或病毒基因，通过与家禽的直接或间接接触与家禽中定殖的AIV（比如H9N2）重配，进而形成了新型重配AIV。重配病毒HA/NA基因来源于野鸟AIV，内部基因片段来源于家禽AIV，这种基因组合促使含有新型HA/NA基因的重配病毒适应并在家禽中复制和存活；新型AIV形成后，随着活禽交易和调运在全国范围内传播；不同AIV随活禽运输汇集到各地交易市场，进一步混合并发生重配，进而导致新型AIV内部基因不断与不同地区、不同谱系AIV发生重配（比如H7N9的内部基因不断与H9N2病毒重配）；而人感染新型AIV，主要是通过与带毒家禽或病毒污染的环境（例如活禽交易市场）接触而感染发病。因此，在新型AIV起源进化和流行传播过程中，野鸟作为“基因库”、活禽交易市场作为新型病毒变异的“孵化器或混合器”、活禽交易和运输作为传播媒介（野鸟在一些新型AIV传播中也作为传播媒介或载体）、而家禽中广泛流行的AIV（如H9N2）作为万能“发动机或嫁接砧木”，分别发挥着重要作用。相关研究结果发表在Journal of Virology, 2015,89(17):8671-8676、Emerging Infectious Diseases, 2014,20(12):2076-2079、Emerging Infectious Diseases, 2017,23(4):637-641、Emerging Microbes Infections, 2016,5,e125.)、Virologica Sinica, 2016,31(4):300-305、Scientific Reports, 2015,5:12986等。
1.3 H7N9 AIV遗传演化和预警研究
2015年在CASCIRE发布预警：H7N9病毒出现致病力增强趋势，并作为工作重点部署了监测任务，密切关注HA裂解位点区域变异，在外表健康鸡和鸭宿主、发病鸡群、发病人群分离鉴定了大量H7N9病毒。于2017年12月~2018年1月之间，相继发现并鉴定了两例H7N9高致病力禽流感病毒（Highly pathogenic avian influenza virus, HPAIV）变异病毒（HP-H7N9）感染人案例（Journal of Infection, 2017,75(1):71-75）；在家禽中也检测到了HP-H7N9病毒，并结合以往H7N9病毒流行分布和基因组信息，对第5波疫情H7N9病毒进化变异和流行传播的新特点进行了系统研究（Journal of Virology, 2018，14;92(11):e00301-18 ）；同时，联合CASCIRE监测网点合作单位，对鉴定的禽和人源HP-H7N9流行病毒株进行了SPF鸡和小鼠感染特性的研究（Journal of Virology, 2018,92(2). pii: e00921-17）。
2017年2月中国疾病预防控制中心和农业部分别确认并向世界卫生组织和世界动物卫生组织报告了HP-H7N9病毒的出现。H7N9致病力增强变异的预警如实发生，我们及时向中国科学院报告了研究进展和防控建议，报告内容被中共中央办公厅采用。遗传变异分析发现，来源于家禽和环境的部分HP-H7N9病毒携带耐达菲等神经氨酸酶抑制类药物（Neuraminidase inhibitors, NAIs）、及哺乳动物适应性位点突变。进一步分析显示：与LP-H7N9相比，HP-H7N9病毒HA和NA基因存在变异位点特异性和氨基酸位点组成多样性。
基于HP-H7N9病毒HA裂解位点氨基酸组成多样性、耐NAIs突变位点的特点，设计了一种同时可以鉴别诊断高和低致病力、耐药和非耐药（NAIs）型H7N9病毒的核酸检测方法（专利申请CN201710804952.2和CN201710264272.6），并用于H7N9的变异和预警研究。
1.4 H5N6 AIV优势流行及其基因起源和进化机制：
1.4.1 H5N6流行优势的发现：发现我国北方地区家禽中主要以H9N2为主，长三角、华中、华南地区有一定比例H7N9存在，而在长三角地区以南H5N6比重增大，逐渐取代H5N1成为优势流行毒株。
1.4.2 H5N6传播及其携带宿主的鉴定：发现H5N6和H6N6是鸭群中主要流行的病毒亚型；鸡群中则以H9N2流行为主。鸭群在H5N6的产生和传播过程中发挥了重要作用。同时，发现了野鸟和流浪猫感染并携带H5N6病毒的现象。
1.4.3 H5N6起源和进化机制的揭示：H5N6源于H5Ny与H6N6的重配；H5和N6基因的组合模式表现出进化谱系特异性；内部基因在病毒的流行和传播中，不断与低致病力禽流感病毒（Low pathogenic avian influenza virus, LPAIV）重配，形成至少34种基因型，并且自然筛选出4种优势基因型（G1、G2、G1.1、G1.2）。G1和G2是最早形成的基因型，G1.1在G1基础上重配了H6病毒的PB2基因，而G1.2内部基因来源于H9N2/H7N9。
1.4.4 H5N6跨物种感染人的病毒溯源及遗传特征鉴定：确定上述4种优势基因型病毒造成了已知人病例的感染；其中G1.2与H7N9和H10N8病毒基因组成形式类似，且至少造成5例人感染；传染源溯源发现，人主要通过直接接触带毒禽类或污染物而感染，尚未实现人→人传播。
1.4.5 H5N6流行传播预警：根据前期研究结果，对H5N6随野鸟迁徙而传播进行了预警。2016年底韩国家禽和野鸟暴发H5N6，截至目前已经陆续在韩国、日本、希腊、荷兰和英国等地发现H5N6。
相关研究结果发表在Cell Host & Microbe, 2016,20(6):810-821.)（封面文章）、Scientific Reports, 2016,6:29888)、Journal of General Virology, 2015, 96:975-981，为禽流感防控提供了科学依据，具有实际指导意义。研究结果被科技日报等报道和评论。部分研究成果入选“中美科研实力比较研究：基于《2016研究前沿》的分析”中“新型重组禽流感病毒（H5N8和H5N6）的鉴定及其特征”。研究处于前沿领跑地位。
1.5禽流感病毒的流行动态转变的发现：
2016年之后，H9N2 AIV由主要在鸡群中流行，逐渐转变为在鸡和鸭群中绝对优势流行；H5N6彻底取代H5N1病毒在家禽中流行，并呈抗原变异趋势；2018年以后，H7N9 AIV在家禽中逐渐消失，仅偶尔可检出，但鉴定到H7N3新型重配高致病性禽流感病毒（HPAIV）变异毒株，HA基因起源于H7N9 HPAIV，NA基因起源于HxN3低致病性禽流感病毒（LPAIV），内部基因来源于LPAIV；鉴定了H9N9（H9N2与H7N9病毒重配产生）、H9N6（H9N2与HxN6病毒重配产生）、H10N3和H10N8（由H10Ny和HxN3或HxN8病毒重配而来，内部基因起源于LPAIV，HA基因与2020年感染人的H10N3病毒亲缘关系较近，但与2013年感染人的H10N8病毒有一定差异）等新型病毒；揭示了家禽携带AIV的遗传多样性，阐明了H9N2、H5N6、H7Ny、H6Ny、H10N3等亚型AIV的基因组进化机制；全球首次鉴定了H9N2 AIV跨种传播导致家猫和人的聚集性感染事件，发现患者表现出非典型的流感样症状；发现几乎所有流行的H9N2毒株，部分H7N9、H6N2、H7N3和H10Ny毒株，偏嗜或具有人源受体（α2-6-SA）结合力，提示这些流行的AIV感染人的风险在增强！
候鸟携带病毒的监测与遗传变异研究发现：Clade 2.3.4.4b分支H5N8和H5N1 AIV在随野鸟迁徙的过程中不断发生变异，与不同LPAIV重配形成多种新基因型病毒，并由候鸟携带传入我国，造成野鸟发病死亡；鉴定并命名了H5病毒的Clade 2.3.4.4b.1和Clade 2.3.4.4b.2新进化分支及Clade 2.3.4.4b.2分支中的3个亚分支；发现鉴定的野鸟源新型H5N1和H5N8病毒与疫苗毒株相比存在抗原漂移，且该类病毒已引发欧洲、亚洲、非洲、美洲地区野鸟和/或家禽禽流感疫情暴发以及人感染案例，威胁家禽养殖业和人类健康。
比较分析发现，与2014-2016年鉴定的活禽市场家禽中26.90%的AIV阳性率相比（Cell Host & Microbe, 2016 Dec 14;20(6):810-821），2016-2019年的AIV阳性率大幅下降至12.73%，同时人感染H7N9病毒案例逐渐消失，提示：我国针对禽流感的疫苗免疫和活禽市场管理等综合防控措施，对家禽禽流感和人感染禽流感疫情的防控起到了积极作用，但仍需持续关注AIV变异和流行动态，防控新型和变异AIV引发家禽疫病暴发及人感染事件的发生。
学术价值与科学意义：阐明了我国AIV的流行和变异动态，预警了新型及变异H5N1、H7N3、H5N6、H9N2等病毒对家禽和人类健康的潜在危害；首次鉴定并探索了H9N2病毒在“家禽、猫和人”间的跨种传播和家庭聚集性感染的原因，丰富了对H9N2病毒的遗传和致病特征及传播生态链的认知；提出H9N2 AIV具有较高的公共卫生风险，向全球呼吁要关注并加强防控；鉴定并预警的新型H5N6毒株被国外团队研究证明（PLoS Pathogens, 2021,17(7):e1009381和Antiviral Research, 2020,182:104886）具有跨种传播及耐药突变后致病性增强的风险。研究结果以第一或通讯作者发表在：Nature Communications, 2020 Nov 20;11(1):5909；Lancet Microbe, 2022, 3(11):e804-e805；Emerging Infectious Diseases, 2023 Jun;29(6):1244-1249；Emerging Microbes & Infections, 2023 Dec;12(1):2143282；Emerging Microbes & Infections, 2021, 10(1):1819-1823；Transboundary and Emerging Disease, 2019, 66(1):592-598，；Preventive Veterinary Medicine, 2022, 199:105564、Journal of Veterinary Science, 2021, 22(4):e43。为禽流感防控策略的制定、变异病毒鉴别检测方法的建立和应用提供了科学依据。
2. 流感病毒致病机制研究
根据病原监测、遗传变异及预警分析，针对新型AIV建立细胞和动物感染模型，研究AIV致病和跨种间感染哺乳动物的机理，基于致病机制的解析进行抗病毒药物设计、并研究其发挥作用的分子机制。
2.1 揭示了H7N9病毒感染致病哺乳动物的毒力基因
2013年出现的H7N9 AIV对家禽表现为低致病力，鸡群感染后没有典型的临床症状。但是却对人表现出了强劲的致病力。作为一种低致病力禽流感病毒对人却具有如此高的致病力，较为罕见。基因进化分析显示，H7N9病毒内部基因源于H9N2病毒。但人感染H9N2病毒后只表现为轻微感冒症状，而且确诊的感染人数较少。提示H7N9病毒内部基因已经发生了哺乳动物适应性突变。同时以往研究显示病毒内部基因，特别是聚合酶基因是病毒适应新宿主的关键基因。因此，申请人利用H9N2病毒对哺乳动物低致病力的特点，筛选一株H9N2病毒作为基因背景，利用建立的细胞和小鼠感染模型，逐个评估H7N9内部基因对病毒感染哺乳动物能力等生物学功能的影响。研究确定H7N9病毒的PB2、NP、M基因决定了病毒对哺乳动物的致病力；这三个内部基因与病毒表面HA和NA基因共同贡献了病毒对人类细胞的感染能力；PB2 E627K的突变是H7N9病毒感染哺乳动物的关键致病力基因位点之一；同时证实，禽源H7N9病毒感染哺乳动物4天后PB2 627位就会产生宿主适应性的突变，使病毒迅速实现从禽→哺乳动物的跨种间感染，病毒对哺乳动物的毒力显著增强，从而导致宿主的死亡。该研究为AIV药物设计研发及流感疫情防控奠定了理论基础，以第一作者发表在Journal of Virology, 2015,89(1):2-13.，被社会广泛关注、报道和评论。
2.2 诠释了NA茎部长度与H7N9病毒感染和致病能力的相关性
分析发现H7N9病毒NA茎部69-73位先天具有5个氨基酸的缺失。NA具有神经氨酸酶活性，在病毒复制后期发挥重要作用。NA茎部缺失被认为是野生涉水鸟AIV适应陆生禽的分子标记，而且NA茎部缺失可能会提高AIV对哺乳动物的致病力。同时，申请人前期研究发现H7N9病毒HA、NA和感染哺乳动物的毒力基因PB2、NP、M共同贡献了病毒对人类细胞的感染能力。因此，利用建立的细胞、SPF鸡和小鼠感染模型，针对NA茎部进行了相关功能研究。结果显示：这5个氨基酸的缺失不影响病毒的酶活性、体内和体外的复制能力，以及对SPF鸡和小鼠的致病力。但是，随着病毒的流行和传播，NA茎部很可能会出现更长的缺失，例如H5N1的NA茎部发生了19-20个氨基酸的缺失。因此，申请人又进行了预警性研究，研究NA茎部更长（19-20个）氨基酸缺失对H7N9病毒感染和致病力的影响。结果显示：H7N9病毒NA茎部更长的缺失（19-20个氨基酸）不影响病毒对SPF鸡的致病力，但会显著提高病毒对小鼠的致病力。部分研究结果以第一/并列通讯作者发表在Journal of Virology, 2016,90(4):2142-2149，为H7N9病毒的监控和危害性预警提供了科学依据。
2.3 阐明了H7N9病毒针对NAIs耐药的分子机制
遗传变异分析显示：H7N9病毒NA基因含有两个不同进化地位的分支，分别以AH/1/13(H7N9)和SH/1/13(H7N9)为代表。进一步分析发现AH/1/13和SH/1/13的NA在294位点（N2参考序列标记为292位点）不同，分别为R和K，该位点位于酶活位点区域。推测294位R→K的突变，可能导致H7N9病毒对NAIs的耐药。如果该类H7N9病毒针对NAIs耐药，将对临床治疗带来巨大挑战。申请人针对该问题研究证实：含R294K突变的SH/1/13-like病毒，对NAIs表现出了显著的耐药性，特别是对Oseltamivir（达菲）的敏感性降低了10万倍以上，IC50提高到μM级；深入研究发现，K294导致N9与NAIs的羧基端之间产生了一个1.5A的偏离，同时K294与NAIs之间有2个水分子的插入，削弱了N9与NAIs之间的结合，因此导致病毒发生了耐药；利用建立的细胞感染模型确定SH/1/13-like病毒在体外表现出了低水平的复制能力，提示这类病毒尚不适宜生存。同时，SH/1/13-like病毒对其他NAIs种类Zanamivir（扎那米韦）、Peramivir（帕拉米韦）和Laninamivir（拉尼米韦）的敏感性虽然降低了20-500倍，但IC50依旧在nM级水平。因此，目前临床针对H7N9的治疗可以合理使用NAIs，不要过于担心耐药毒株的出现。该研究从蛋白、病毒、结构等层面阐明了H7N9病毒耐药（NAIs）的分子机制，对H7N9临床治疗用药具有指导意义。该研究以并列第一作者发表在Cell Research, 2013,23(12):1347-1355（封面文章）。Cell Research发表题为“Solving the mystery of H7N9 by crystal balls”的文章，对该研究进行了评论。
2.4 基于耐药机制的抗病毒药物设计及其作用分子机制
在揭示了H7N9病毒针对NAIs耐药分子机制的基础上，基于NA的四聚体结构、以及Zanamivir在NA四聚体上的空间结合位点，利用生物兼容性较好的聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）作为接头（linker），在不破坏Zanamivir药效团的前提下，将四个Zanamivir分子连接在一起构建成Tetravalent Zanamivir（四价扎那米韦），理论上四价扎那米韦可以与NA四聚体1：1结合。晶体结构学证实了该设计理念，而且四价扎那米韦与NA四聚体形成的复合物在热力学上更加稳定，提高了Zanamivir的有效作用浓度，从而对耐药和非耐药H7N9等病毒均可以良好抑制。而且针对新出现的HP-H7N9耐药病毒同样具有良好的抑制效果。另外，药物动力学显示，四价扎那米韦在大鼠体内（静脉注射）的半衰期是单价Zanamivir的2.25倍。部分研究结果发表在Journal of Medicinal Chemistry, 2016,59(13):6303-6312（专利授权-ZL201410068706.1）。
前期研究证实PB2是H7N9感染哺乳动物的关键毒力基因，而Ribavirin药物主要通过抑制聚合酶发挥抗病毒作用。因此，在没有新药上市前，实验室评估了Ribavirin抑制耐药和非耐药H7N9病毒的效果，结果显示该药物在体内和体外具有抗H7N9病毒作用（Protein Cell, 2016,7(8):611-614）；结合Zanamivir和Ribavirin抗流感病毒作用的分子机制，设计合成了化合物药物“Z-R”。设计理念为Z-R同时可以作用于病毒聚合酶和NA。
2.5 H7N9、H5N6、H5N1 AIV跨种传播的感染致病机制
在禽流感病毒（AIV）的研究中发现，H7N9第五波疫情感染病例显著增加。H7N9 AIV是否已经变异，导致其从禽→人的跨种传播能力增强？同时发现：HP-H7N9（H7N9 HPAIV）造成了感染患者约50%的病死率，远高于LP-H7N9（H7N9 LPAIV）导致的39%病死率；而H5N6跨种感染人造成的65.2%病死率，远高于H5N1和H7N9感染导致的50%和39.2%的病死率、及2009年H1N1大流感病毒（pdmH1N1，禽流感病毒、猪流感病毒和人流感病毒重配的产物）造成的<0.2%的病死率。H5N6、H5N1和H7N9 AIVs跨种传播的感染致病机制是重要的科学问题。
AIV感染致病的机制：与pdmH1N1相比，H5N6、H7N9和H5N1 AIVs感染后诱导宿主产生了明显的“细胞因子风暴”，特别是H5N6 AIV，诱导产生的细胞因子水平最高（IL-6、IL-10、IL-12p40、MIG、IFN-α2、MCP-3、IP-10、TRAIL等）。而且发现H5N6 AIV感染的康复病例血清中的细胞因子水平在感染后快速下降，而死亡病例的细胞因子持续处于高水平状态；死亡和康复病例中均能检测到一定水平的中和抗体；H5N6感染的康复患者在出现临床症状后的第10天开始出现病毒特异性T细胞应答，并呈逐渐增强的趋势，但在死亡病例中未检测到。研究结果提示：AIV诱导宿主产生的“细胞因子风暴”是感染宿主病死率显著高于pdmH1N1的直接原因；而病毒特异性 T细胞免疫应答与感染患者的康复密切相关。
深入研究显示：H5N6等AIV的NS1蛋白与宿主蛋白SSU72结合，使SSU72蛋白泛素化降解，引发STAT基因的互补链发生转录通读，进而抑制下游抗病毒基因表达，导致AIV逃逸宿主免疫，造成宿主细胞感染死亡和疾病加重。结果说明：AIV通过与宿主SSU72蛋白互作，进而抑制宿主天然免疫的抗病毒作用，是造成H5N6、H7N9和H5N1 AIV感染致病力显著高于pdmH1N1的免疫学机制。
H7N9 AIV的变异与感染致病机制：第五波疫情中H7N9 AIV流行分布更广泛，在活禽市场和养殖场同时流行；流行的病毒在受体结合能力，对家禽（鸡和鸭）、小鼠和雪貂的感染致病能力及在其体内的复制能力，以及在雪貂间的水平传播能力等方面表现出多样性。对哺乳动物的感染致病力及传播能力，没有超过始祖病毒A/Anhui/1/2013(H7N9)；但发现除人源病毒株外，禽源H7N9毒株广泛携带哺乳动物适应性基因突变，并发现个别禽源毒株的NA基因出现达菲耐药性突变。证明：H7N9 AIV的传播能力未增强；携带哺乳动物适应性突变的H7N9病毒的广泛分布，造成了第五波疫情的暴发。同时发现，HP-H7N9和LP-H7N9感染导致的肺部病理损伤类似，诱导宿主产生的细胞因子水平及病毒在靶器官中的复制和排毒没有显著差异；但HP-H7N9感染宿主后，病毒NA基因发生的对达菲等一线药物的耐药突变率（80.0%）显著高于LP-H7N9（14.3%），说明病毒出现耐药突变后，药物的抗病毒效果变差，进而导致感染患者病死率增加。NA基因发生对达菲等药物的耐药突变率升高，是HP-H7N9致死率显著高于LP-H7N9的分子基础。
学术价值与科学意义：从病毒和宿主免疫两个层面，揭示了H5N6、H7N9和H5N1 AIV跨种感染的致病机制，丰富了AIV跨种传播的感染致病机制。研究提出：控制病毒在感染过程中的耐药突变、提高病毒特异性T细胞免疫应答、降低病毒与宿主SSU72蛋白互作，对AIV跨种传播的防治具有重要意义。基于研究进展提出AIV防控建议，被中共中央办公厅采用。研究结果发表在：Clinical Infectious Diseases, 2019 Mar 19;68(7):1100-1109；Cellular & Molecular Immunology, 2022 Jun;19(6):702-714；Journal of Infection, 2019, 78(3):241-248； Emerging Microbes & Infections, 2019, 8(1):94-102；病毒学报, 2023, 39(04):949-961。
3. 季节性流感病毒变异与传播特征研究
3.1 阐明了新冠大流行后第一个流感季呼吸道病原及流感病毒传播特征
新冠疫情结束的首个冬季，多种呼吸道病原体引起的急性呼吸道感染大幅增加，导致门诊发热患者、住院人数呈现暴发式增长，带来了极大的公共卫生负担。在特定年龄组中，各种病原体引起的呼吸道感染（如小儿延迟性支原体肺炎）的增加与通常的季节性趋势不同。以上所有现象都可能归因为COVID-19大流行期间积累的免疫缺口。自11月中旬起，开始了深入的呼吸道流行病原监测与预警研究。研究共纳入了1507例全年龄段、存在呼吸道症状的发热门诊患者，其中包括765例男性和742例女性。从年龄分布来看，儿童患者占158例，成人患者则为1349例。项目组利用先进的实时荧光PCR技术，对包括多种细菌和病毒在内的27种常见呼吸道病原进行了精确检测。
整体监测情况表明，新冠肺炎大流行后，我国华北地区呼吸道病原体的流行趋势发生了显著变化。与大流行时期相比，呈现出多病原共存的特点，且不同病原在不同流行阶段交替占据主导地位。根据优势病原体的流行趋势分析，观察到三个明显的流行阶段。首先，在2023年11月至12月底的第一阶段，IAV的出现和爆发成为主导现象。在此期间，SARS-CoV-2的检出率仅为5.1%，相较于COVID-19大流行期间显著下降，显示出疫情得到了有效控制。进入2024年初的第二阶段，IBV成为主导病原，其检出率检出率迅速上升，高达29.8%。然而，这一趋势在2月初逐渐减弱，可能归因于免疫力的建立和其他防控措施的实施。到了2024年2月中旬，SARS-CoV-2的检测数量开始上升，这标志着第三阶段的开始。在三月中旬，SARS-CoV-2的检出率迅速达到峰值，为15.8%。SARS-CoV-2的检出率在4月逐渐下降，新冠病毒的流行呈现阶段性回落。
在1507例呼吸道病原菌感染的研究中，284例（占18.8%）存在两种以上呼吸道病原菌的合并感染。其中，流感嗜血杆菌与其他病毒和细菌病原体的共感染案例尤为突出，达到了66例（占4.4%），随后是IBV（64例，占4.2%）和IAV（40例，占2.7%）。值得注意的是，18例（占1.2%）两种病毒的共感染包括13例IAV/IBV-HBoV和5例HBoV-（HPIV-I）。相关性分析进一步揭示了这些病原体间潜在的相互作用与影响模式。特别地，SARS-CoV-2与流感病毒之间存在显著的负相关关系，特别是与IBV的负相关关系极为显著（P < 0.0001）。此外，流感嗜血杆菌与ADV（P < 0.05）、HMPV（P < 0.05）和HRV（P < 0.0001）等儿科流行病原体的合并感染可能性更大，但与SARS-CoV-2存在显著的负相关关系（P < 0.0001）。另一方面，M. catarrhalis与冠状病毒感染呈正相关，包括与SARS-CoV-2（P < 0.0001）和HCoV-229E（P < 0.0001）的正相关。此外，HBoV与HPIV-I之间也存在显著的正相关关系。相比之下，流感病毒与其他呼吸道病毒共感染的可能性相对较低。
进一步使用限制性立方样条（RCS）分析了所采集样本中呼吸道疾病感染同年龄之间的关系。SARS-CoV-2、IAV和IBV的感染风险谱表现出类似的模式，30岁以下患者的易感性逐渐上升，在30-40岁年龄组达到峰值，随后下降。SARS-CoV-2和IAV主要感染中老年人，IBV主要感染中年人，40岁以后感染风险迅速下降。相比之下，流感嗜血杆菌在青少年中表现出更高的易感性，随着年龄的增长，相关风险大幅下降，最终趋于稳定。HBoV、RSV、鲍曼假单胞菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌与年龄呈U型关系。在30岁以下人群中，随着年龄的增长，感染这些病原体的风险逐渐下降，在青少年和中年人群中风险最低，但随着年龄的增长，风险逐渐增加，老年人群的易感性呈上升趋势。对于肺炎链球菌和其他病原体，缺乏显著的非线性年龄相关模式可能归因于样本量限制导致的统计能力不足，或者研究人群中这些特定病原体固有的缺乏强烈的年龄依赖性易感性模式。
3.2 揭示新冠大流行结束后H1N1流感病毒的变异特征
新冠大流行期间，为了遏制新冠疫情所采取的防控措施同样有效的限制了全球流感病毒的传播，在新冠疫情防控政策优化后，全球流感活动呈现复苏态势。A(H1N1)pdm09具有极强的人际传播能力，2023年2月，该病毒在我国开始新一轮的流行，感染病例呈爆发式增长。为探索政策优化后的H1N1流感病毒的遗传特征，本研究对来自湖南和江苏的48株病毒进行了遗传进化分析。通过对HA基因的系统发育树和抗原位点变异进行分析，结果显示新冠疫情防控政策优化后我国流行的H1N1毒株与同时期或下一时期使用的WHO推荐疫苗株之间存在不匹配，表明需要一个更加精确和个性化的疫苗更新计划。相关研究成果发表在Virologica Sinica, 2024, S1995-820X(24)00071-3.
3.3 揭示了新冠疫情大流行期间H3N2流感病毒的遗传变异及生物学特性
新冠大流行期间，流感病毒活动普遍下降，但H3N2亚型流感病毒在此期间仍然引发了3次流感疫情暴发，因次，充分了解新冠大流行期间H3N2流感病毒的遗传变异及生物学特性至关重要。
2019年底至2022年夏季，从流感样患者中共收集到样本579份。包括2019年底至2020年初在北京市收集499份样本（提供样本的医院预检测为流感病毒阳性），其中404份样本（80.96%）经qRT-PCR检测为H3阳性。此外，2022年夏季在海南采集了80份样本，其中18份（22.5%）样本检测为H3阳性。经NGS测序共获得36株H3N2亚型甲型流感病毒的全基因组序列。
系统发育分析表明，2019年末至2020年初和2022年夏季在我国流行的毒株属于不同的HA分支，并且在系统发育上均与同期使用的疫苗株存在一定遗传距离。NA基因的系统发育树显示出与HA基因相似的拓扑结构。北京地区来源的H3N2病毒属于两个不同的进化枝：10株与下一流感季节的疫苗株（HK/2019）以及在北美和亚洲流行的毒株聚集在一起；其余9株形成以A/Beijing/CAS-CJFH77-1222/2019（BJ77/19-like）为代表的相邻分支。值得注意的是，毒株A/Beijing/CAS-CJFH99/1225/2019与疫苗株 HK/2019 属于相同的HA进化枝 3C.2a1b.1b，其NA基因却属于BJ77/19-like分支。表明不同HA和NA进化支的H3N2病毒之间存在基因重组。海南来源的17株H3N2毒株均与对应的2021-2022年流感季节使用的疫苗株A/Cambodia/e0826360/2020聚集在一起，但表现出明显的遗传距离。此外，交叉血凝抑制（HI）和微量中和（MN）实验显示：疫苗株与H3N2病毒流行毒株之间存在抗原性差异。
为评估H3N2亚型流感病毒的致病特性，选取具有代表性的毒株进行体外和体内复制和致病性试验。研究结果表明，H3N2毒株可以在MDCK细胞中复制，但不同毒株的复制能力存在差异。37℃条件下所有毒株的复制效果都比33℃更好。
进一步使用小鼠和豚鼠作为模型，对毒株进行致病性和传播能力评价，研究结果表明：本研究鉴定的H3N2流感病毒代表毒株可以在未经适应的条件下在小鼠呼吸道和豚鼠鼻腔中有效复制。
以上研究结果表明，新冠大流行期间流行的H3N2毒株与WHO推荐的疫苗株之间存在不匹配，凸显了加强国际交流合作、开发通用流感疫苗和加强流感病毒的流行病学监测对防范未来疫情的重要性。相关研究成果发表在hLife期刊（Accept）。
学术价值与科学意义：阐述了新冠大流行前后，我国H1N1和H3N2亚型流感病毒的遗传变异特征以及华北地区呼吸道病原体的流行趋势。揭示了呼吸道病原体流行趋势的变化以及病原体间的潜在相互作用与影响模式；分析了不同病原体感染风险与年龄之间的关系，发现了不同病原体在不同年龄段的易感性差异。本研究结果对于制定针对性的预防和治疗策略具有重要意义，有助于公共卫生部门更好地应对呼吸道疾病的暴发，从而促进病原防控，减少呼吸道疾病的发生和传播。研究结果发表在：China CDC Weekly，2025 Jan;7(4):113-120；Virologica Sinica, 2024, S1995-820X(24)00071-3；hLife（Accept）。