全球變化對H5N1型流感病毒時空進化的影響機制研究

《全球變化對H5N1型流感病毒時空進化的影響機制研究》是依託清華大學，由徐冰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：全球變化對H5N1型流感病毒時空進化的影響機制研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：徐冰
• 項目類別：面上項目

項目摘要

H5NI型流感爆發的突發性、傳播的全球性，宿主的多樣性以及病毒的變異性等特徵，使得流感病毒時空進化過程複雜，對其機制研究迫在眉睫。以往對H5NI型流感病毒的微觀研究僅從一方面揭示病毒進化的歷程以及對流感病毒的預測，但從巨觀角度研究全球變化對流感病毒時空進化及傳播的影響機制還鮮見報導。本研究基於遙感與GENBANK等流感病毒數據，首先，描述全球H5NI型流感的時空進化特徵，比較同期南北半球、各國、各地區流感爆發的特點，以及同一地區在不同年代、季節的流感爆發特徵。其次，確定全球氣候變化、植被生態系統變化與H5NI型流感病毒爆發時空分布的關係，以及全球交通與社會網路對流感病毒傳播的影響，對全球變化的自然和人文因子在流感傳播中的影響做出科學評價。最後，建立基於全球變化對H5NI型流感病毒傳播的影響機制模型。該模型的建立將會對回顧過去和預測未來全球H5NI型流感疫情，以及對疫苗的評估與預測。

結題摘要

本研究基於遙感與WHO、GENBANK流感病毒數據，首先，描述全球各類流感的時空進化特徵，比較同期南北半球、各國、各地區流感爆發的特點，以及同一地區在不同年代、季節的流感爆發特徵。其次，確定全球氣候變化、植被生態系統變化與流感病毒爆發時空分布的關係，以及全球交通與社會網路對流感病毒傳播的影響，對全球變化的自然和人文因子在流感傳播中的影響做出科學評價。最後，建立基於全球變化對流感病毒傳播的影響機制模型。該模型的建立將會對回顧過去和預測未來全球的流感疫情，以及對疫苗的評估與預測、採取防護措施提供借鑑。本研究工作在全球、區域以及局部尺度上刻畫了全球變化對H5N1禽流感傳播及進化的影響。我們發現，在全球尺度上，2005-2007年間，禽流感（H5N1）2.2毒株在全球範圍記憶體在4條主要的傳播路徑，並且有3個主要的傳播源頭（俄羅斯、蒙古和中東地區）。氣象變數與候鳥爆發H5N1禽流感之間關係的研究結果表明，不同季節中禽流感高發所對應的敏感性氣象變數不同。結合候鳥分布預測和候鳥爆發H5N1禽流感分布的風險預測，我們發現在越冬期（12月至次年2月），風險主要集中在東南亞，尤其是中國南部和印度地區。根據氣候模式獲得的未來氣象預估數據，我們推測禽流感暴發的高風險區域候鳥分布一致。在區域尺度上，基於進化樹提供的信息，我們建立了亞洲地區的高致病性禽流感H5N1病毒的基因流網路。通過隨機網路發現，在東亞-澳大利亞飛行或中亞飛行路線建立的基於飛行路線的隨機網路可以更好地表達觀測到的基因流。我們的結果推翻了飛行路線之間隨機混合的假說，表明候鳥遷徙路線可能是高致病性禽流感H5N1在洲際間傳播的一個主要障礙。而在局部尺度上，本研究在2009年對江西鄱陽湖地區的白鷺和夜鷺繁殖群的血清學和病毒學監測結果表明，野鳥可能感染過禽流感病毒，而且有可能同時感染了H7，H5和H9亞型禽流感病毒。同時，本研究針對環鄱陽湖地區後院家禽養殖農戶的調查表明，不同區域因其自身經濟狀況和商業養殖特點的不同使得後院家禽面臨不同的危險因子，因此政府部門需要因地制宜的制定防控策略才能最大程度的將禽病損失降到最低。此外，本研究利用遙感數據對鄱陽湖地區的歷史性變化作了相關驗證工作。 本項目擬通過研究闡明全球各類流感的時空分布規律，確定包括全球氣候變化和全球植被生態系統變化的自然因子與流感病毒爆發時空分布的關係，以及全球社會網路變化對流