微生物所高福团队合作揭示H5Ny禽流感病毒跨宿主适应性演化的新机制

近日，中国科学院微生物研究所高福团队联合北京地坛医院、英国帝国理工学院等单位，在EMBO Reports在线发表题为 "Hemagglutinin double-mutation enhances binding of human-infecting avian influenza virus clade 2.3.4.4b H5Ny to human and SLe^X receptors" 的研究论文。该研究以全球首例人感染H5N8流感病毒为对象，解析了其血凝素蛋白的受体结合特性、组织结合谱及结构基础，揭示了特定分支H5Ny病毒跨宿主适应性演化的分子机制，为新发流感病毒的风险评估和监测提供了理论依据。

近年来，2.3.4.4b H5高致病性禽流感病毒持续传播，跨物种感染事件频发。尤其是2024年以来，美国牛群暴发H5N1疫情并出现人感染病例，该病毒谱系因此受到广泛关注。目前全球流行的该病毒由2.3.4.4b H5N8病毒与野鸟中的低致病性禽流感病毒重配而来，并在传播中持续演化。然而，该病毒跨宿主适应相关特征是在牛群中形成还是更早获得，一直缺乏直接的分子证据。

研究发现，人感染H5N8病毒HA在保持对禽源α2-3型唾液酸受体高亲和力的同时，已获得对人源α2-6型唾液酸受体的弱结合能力。糖芯片分析进一步表明，其HA不仅能够识别更广谱的α2-3型唾液酸糖链，还能够结合Sialyl Lewis X（SLe^X）糖链。突变分析证实，HA中的K222Q和S227R天然氨基酸替换是形成上述受体识别特征的重要分子基础。组织结合实验显示，该病毒HA可与人的结膜、气管、肺、乳腺以及牛的乳腺、鸭的气管和肠道等组织结合；SLe^X在上述组织均有表达，为病毒跨物种、跨组织结合提供了分子基础。值得注意的是，该受体结合谱和组织结合特征与2024年牛源H5N1病毒高度相似。

复合物结构解析进一步揭示了K222Q与S227R两个天然突变协同促进受体识别的分子机制。研究显示，进化枝2.3.4.4b H5Ny病毒获得跨宿主适应特征的时间可追溯到2020年首例人感染H5N8病毒。同时，该研究提示，除传统关注的人源α2-6型唾液酸受体外，SLe^X等复杂糖链的识别能力可作为评估H5病毒跨宿主传播潜力的重要参考。

H5Ny禽流感病毒跨宿主适应性演化及其受体识别机制

中国科学院微生物研究所高福院士、首都医科大学附属北京地坛医院宋豪研究员和英国帝国理工学院刘严研究员为论文共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金等项目资助。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1038/s44319-026-00816-2