Published February 1, 2016
| Version v1
Publication
Open
Genetics, Receptor Binding, Replication, and Mammalian Transmission of H4 Avian Influenza Viruses Isolated from Live Poultry Markets in China
Creators
- 1. Harbin Veterinary Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Chubu University
Description
ABSTRACT H4 avian influenza virus (AIV) is one of the most prevalent influenza virus subtypes in the world. However, whether H4 AIVs pose a threat to public health remains largely unclear. Here, we analyzed the phylogenetic relationships, receptor binding properties, replication, and transmissibility in mammals of H4 AIVs isolated from live poultry markets in China between 2009 and 2012. Genomic sequence analysis of 36 representative H4 viruses revealed 32 different genotypes, indicating that these viruses are undergoing complex and frequent reassortment events. All 32 viruses tested could replicate in the respiratory organs of infected mice without prior adaptation. Receptor binding analysis demonstrated that the H4 AIVs bound to α-2,6-linked glycans, although they retained the binding preference for α-2,3-linked glycans. When we tested the direct-contact transmission of 10 H4 viruses in guinea pigs, we found that three viruses did not transmit to any of the contact animals, one virus transmitted to one of three contact animals, and six viruses transmitted to all three contact animals. When we further tested the respiratory droplet transmissibility of four of the viruses that transmitted efficiently via direct contact, we found that three of them could transmit to one or two of the five exposed animals. Our study demonstrates that the current circulating H4 AIVs can infect, replicate in, and transmit to mammalian hosts, thereby posing a potential threat to human health. These findings emphasize the continual need for enhanced surveillance of H4 AIVs. IMPORTANCE Numerous surveillance studies have documented the wide distribution of H4 AIVs throughout the world, yet the biological properties of H4 viruses have not been well studied. In this study, we found that multiple genotypes of H4 viruses are cocirculating in the live poultry markets of China and that H4 viruses can replicate in mice, possess human-type receptor binding specificity, and transmit between guinea pigs via direct contact. Strikingly, some H4 strains also can transmit via respiratory droplet, albeit with limited efficiency. These results clearly show the potential threat posed by H4 viruses to public health.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد فيروس أنفلونزا الطيور (AIV) المستخلص H4 أحد أكثر الأنواع الفرعية لفيروس الأنفلونزا انتشارًا في العالم. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح إلى حد كبير ما إذا كانت H4 AIVs تشكل تهديدًا للصحة العامة. هنا، قمنا بتحليل العلاقات الوراثية، وخصائص ربط المستقبلات، والتكرار، والانتقال في الثدييات من H4 AIVs المعزولة من أسواق الدواجن الحية في الصين بين عامي 2009 و 2012. كشف تحليل التسلسل الجيني لـ 36 فيروس H4 تمثيلي عن 32 نمطًا وراثيًا مختلفًا، مما يشير إلى أن هذه الفيروسات تخضع لأحداث إعادة تشكيل معقدة ومتكررة. يمكن أن تتكاثر جميع الفيروسات الـ 32 التي تم اختبارها في الأعضاء التنفسية للفئران المصابة دون تكيف مسبق. أظهر تحليل ربط المستقبلات أن H4 AIVs مرتبطة بالجليكان المرتبط بـ α -2,6، على الرغم من أنها احتفظت بتفضيل الربط للجليكان المرتبط بـ α -2,3. عندما اختبرنا الانتقال المباشر لـ 10 فيروسات H4 في خنازير غينيا، وجدنا أن ثلاثة فيروسات لم تنتقل إلى أي من حيوانات الاتصال، وفيروس واحد انتقل إلى واحد من ثلاثة حيوانات اتصال، وستة فيروسات انتقلت إلى جميع حيوانات الاتصال الثلاثة. عندما اختبرنا كذلك قابلية انتقال قطرات الجهاز التنفسي لأربعة من الفيروسات التي انتقلت بكفاءة عن طريق الاتصال المباشر، وجدنا أن ثلاثة منها يمكن أن تنتقل إلى واحد أو اثنين من الحيوانات الخمسة المكشوفة. توضح دراستنا أن فيروس H4 AIV الحالي يمكن أن يصيب مضيفات الثدييات ويتكاثر فيها وينتقل إليها، مما يشكل تهديدًا محتملاً لصحة الإنسان. تؤكد هذه النتائج على الحاجة المستمرة لتعزيز مراقبة فيروس نقص المناعة البشرية H4 AIVs. الأهمية وثقت العديد من دراسات المراقبة التوزيع الواسع لفيروسات H4 AIVs في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك لم تتم دراسة الخصائص البيولوجية لفيروسات H4 بشكل جيد. في هذه الدراسة، وجدنا أن الأنماط الجينية المتعددة لفيروسات H4 تنتشر في أسواق الدواجن الحية في الصين وأن فيروسات H4 يمكن أن تتكاثر في الفئران، وتمتلك خصوصية ربط مستقبلات من النوع البشري، وتنتقل بين خنازير غينيا عن طريق الاتصال المباشر. ومن اللافت للنظر أن بعض سلالات H4 يمكن أن تنتقل أيضًا عبر قطرات الجهاز التنفسي، وإن كان ذلك بكفاءة محدودة. تُظهر هذه النتائج بوضوح التهديد المحتمل الذي تشكله فيروسات H4 على الصحة العامة.Translated Description (French)
RÉSUMÉ LE virus de la grippe aviaire H4 (VAI) est l'un des sous-types de virus grippaux les plus répandus au monde. Cependant, la question de savoir si les IVA H4 constituent une menace pour la santé publique reste en grande partie floue. Ici, nous avons analysé les relations phylogénétiques, les propriétés de liaison aux récepteurs, la réplication et la transmissibilité chez les mammifères des IVA H4 isolés des marchés de volailles vivantes en Chine entre 2009 et 2012. L'analyse de la séquence génomique de 36 virus H4 représentatifs a révélé 32 génotypes différents, indiquant que ces virus subissent des événements de réassortiment complexes et fréquents. Les 32 virus testés pouvaient se répliquer dans les organes respiratoires des souris infectées sans adaptation préalable. L'analyse de liaison aux récepteurs a démontré que les AIV H4 se liaient aux glycanes liés en α-2,6, bien qu'ils aient conservé la préférence de liaison pour les glycanes liés en α-2,3. Lorsque nous avons testé la transmission par contact direct de 10 virus H4 chez des cobayes, nous avons constaté que trois virus ne se transmettaient à aucun des animaux de contact, qu'un virus se transmettait à l'un des trois animaux de contact et que six virus se transmettaient aux trois animaux de contact. Lorsque nous avons testé davantage la transmissibilité des gouttelettes respiratoires de quatre des virus qui se transmettaient efficacement par contact direct, nous avons constaté que trois d'entre eux pouvaient se transmettre à un ou deux des cinq animaux exposés. Notre étude démontre que les virus H4 actuels en circulation peuvent infecter, se répliquer et transmettre à des hôtes mammifères, posant ainsi une menace potentielle pour la santé humaine. Ces résultats soulignent le besoin continu d'une surveillance accrue des VAI H4. IMPORTANCE De nombreuses études de surveillance ont documenté la large distribution des virus H4 dans le monde, mais les propriétés biologiques des virus H4 n'ont pas été bien étudiées. Dans cette étude, nous avons constaté que plusieurs génotypes de virus H4 circulent simultanément sur les marchés chinois de la volaille vivante et que les virus H4 peuvent se répliquer chez la souris, posséder une spécificité de liaison aux récepteurs de type humain et se transmettre entre les cobayes par contact direct. Fait frappant, certaines souches H4 peuvent également transmettre par gouttelette respiratoire, mais avec une efficacité limitée. Ces résultats montrent clairement la menace potentielle que représentent les virus H4 pour la santé publique.Translated Description (Spanish)
EL virus de la gripe aviar H4 (AIV) es uno de los subtipos de virus de la gripe más prevalentes en el mundo. Sin embargo, sigue sin estar claro si los AIV H4 representan una amenaza para la salud pública. Aquí, analizamos las relaciones filogenéticas, las propiedades de unión al receptor, la replicación y la transmisibilidad en mamíferos de los AIV H4 aislados de los mercados de aves de corral vivas en China entre 2009 y 2012. El análisis de la secuencia genómica de 36 virus H4 representativos reveló 32 genotipos diferentes, lo que indica que estos virus están experimentando eventos de redistribución complejos y frecuentes. Los 32 virus analizados pudieron replicarse en los órganos respiratorios de ratones infectados sin adaptación previa. El análisis de unión al receptor demostró que los AIV H4 se unían a los glicanos unidos a α-2,6, aunque conservaron la preferencia de unión por los glicanos unidos a α-2,3. Cuando probamos la transmisión por contacto directo de 10 virus H4 en cobayas, encontramos que tres virus no se transmitieron a ninguno de los animales de contacto, un virus se transmitió a uno de los tres animales de contacto y seis virus se transmitieron a los tres animales de contacto. Cuando probamos más a fondo la transmisibilidad de las gotas respiratorias de cuatro de los virus que se transmitían de manera eficiente a través del contacto directo, descubrimos que tres de ellos podían transmitirse a uno o dos de los cinco animales expuestos. Nuestro estudio demuestra que los AIV H4 circulantes actuales pueden infectar, replicarse y transmitirse a los mamíferos huéspedes, lo que representa una amenaza potencial para la salud humana. Estos hallazgos enfatizan la necesidad continua de mejorar la vigilancia de los AIV H4. IMPORTANCIA Numerosos estudios de vigilancia han documentado la amplia distribución de los AIV H4 en todo el mundo, pero las propiedades biológicas de los virus H4 no se han estudiado bien. En este estudio, encontramos que múltiples genotipos de virus H4 están cocirculando en los mercados de aves de corral vivas de China y que los virus H4 pueden replicarse en ratones, poseer especificidad de unión al receptor de tipo humano y transmitirse entre cobayas a través del contacto directo. Sorprendentemente, algunas cepas H4 también pueden transmitirse a través de gotas respiratorias, aunque con una eficiencia limitada. Estos resultados muestran claramente la amenaza potencial que representan los virus H4 para la salud pública.Files
1455.full.pdf.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:bb38af8084a512e06f6224a3bea5de23
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- علم الوراثة، وتجليد المستقبلات، والتكاثر، وانتقال فيروسات إنفلونزا الطيور H4 المعزولة من أسواق الدواجن الحية في الصين
- Translated title (French)
- Génétique, liaison aux récepteurs, réplication et transmission aux mammifères des virus de la grippe aviaire H4 isolés des marchés de volaille vivants en Chine
- Translated title (Spanish)
- Genética, unión a receptores, replicación y transmisión en mamíferos de virus de la gripe aviar H4 aislados de mercados de aves de corral vivas en China
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2262058746
- DOI
- 10.1128/jvi.02692-15
References
- https://openalex.org/W1541595517
- https://openalex.org/W1588717698
- https://openalex.org/W1969364650
- https://openalex.org/W1969674492
- https://openalex.org/W1971764780
- https://openalex.org/W1973122974
- https://openalex.org/W1975333364
- https://openalex.org/W1978904295
- https://openalex.org/W1980633123
- https://openalex.org/W1982672230
- https://openalex.org/W1990712675
- https://openalex.org/W1995893945
- https://openalex.org/W1996627711
- https://openalex.org/W1998561673
- https://openalex.org/W1999863695
- https://openalex.org/W2000450402
- https://openalex.org/W2000465172
- https://openalex.org/W2000811678
- https://openalex.org/W2003627913
- https://openalex.org/W2005855529
- https://openalex.org/W2008228422
- https://openalex.org/W2009551722
- https://openalex.org/W2016252992
- https://openalex.org/W2020316997
- https://openalex.org/W2023890904
- https://openalex.org/W2024970913
- https://openalex.org/W2025258865
- https://openalex.org/W2025823518
- https://openalex.org/W2027540683
- https://openalex.org/W2033043561
- https://openalex.org/W2033485962
- https://openalex.org/W2034280997
- https://openalex.org/W2035088373
- https://openalex.org/W2035546162
- https://openalex.org/W2038550582
- https://openalex.org/W2041753380
- https://openalex.org/W2042063390
- https://openalex.org/W2045024225
- https://openalex.org/W2048698103
- https://openalex.org/W2053433452
- https://openalex.org/W2054604776
- https://openalex.org/W2055242826
- https://openalex.org/W2060067460
- https://openalex.org/W2066180909
- https://openalex.org/W2066218699
- https://openalex.org/W2067341120
- https://openalex.org/W2068738671
- https://openalex.org/W2068837588
- https://openalex.org/W2069831575
- https://openalex.org/W2073625279
- https://openalex.org/W2076216495
- https://openalex.org/W2078808862
- https://openalex.org/W2080533362
- https://openalex.org/W2082030984
- https://openalex.org/W2083174112
- https://openalex.org/W2092903823
- https://openalex.org/W2093530502
- https://openalex.org/W2098330124
- https://openalex.org/W2100959530
- https://openalex.org/W2101094055
- https://openalex.org/W2102335249
- https://openalex.org/W2102838269
- https://openalex.org/W2106173155
- https://openalex.org/W2106338305
- https://openalex.org/W2110606409
- https://openalex.org/W2112170460
- https://openalex.org/W2112982331
- https://openalex.org/W2116425645
- https://openalex.org/W2121396963
- https://openalex.org/W2125739732
- https://openalex.org/W2127251012
- https://openalex.org/W2129110714
- https://openalex.org/W2130251737
- https://openalex.org/W2132499193
- https://openalex.org/W2133187327
- https://openalex.org/W2135094423
- https://openalex.org/W2136119593
- https://openalex.org/W2140474433
- https://openalex.org/W2143833474
- https://openalex.org/W2145843603
- https://openalex.org/W2148695635
- https://openalex.org/W2151666126
- https://openalex.org/W2152226780
- https://openalex.org/W2156928809
- https://openalex.org/W2158112812
- https://openalex.org/W2158763376
- https://openalex.org/W2159734253
- https://openalex.org/W2161105130
- https://openalex.org/W2161468327
- https://openalex.org/W2162694815
- https://openalex.org/W2165113409
- https://openalex.org/W2165690966
- https://openalex.org/W2168554389
- https://openalex.org/W2384357381
- https://openalex.org/W2397887990
- https://openalex.org/W4214850867
- https://openalex.org/W777202150