孫 陽, 沈銀忠, 林 萍, 劉 莉, 陳 軍, 湯 陽, 邵家勝, 齊唐凱, 盧洪洲
(1.同濟大學附屬同濟醫(yī)院,上海200065;2.復旦大學附屬公共衛(wèi)生臨床中心,上海201508;3.上海交通大學附屬精神衛(wèi)生中心,上海200030)
2013年2月底和3月初,上海復旦大學附屬第五人民醫(yī)院呼吸科發(fā)現(xiàn)3例不明原因重癥肺炎患者。來自復旦大學附屬公共衛(wèi)生臨床中心等的會診專家第一時間高度懷疑新流感病毒感染的可能性,患者的標本被迅速送到公共衛(wèi)生臨床中心及復旦大學上海醫(yī)學院進行病原學篩查,未檢出新型冠狀病毒、SARS冠狀病毒和人高致病性禽流感病毒(H5N1)。隨即又采用多種策略擴增基因片段并進行序列分析。根據(jù)獲得的核酸序列和反復的驗證,提示此病原體可能是一種以H7N9新型禽流感病毒為基因骨架,同時含有多種流感基因片段的重配毒株,研究取得突破性進展。3月22日將患者的臨床標本送往中國疾病預防控制中心(CDC)檢測,實驗結果得到中國CDC的復核和確認?,F(xiàn)將該新型禽流感病毒H7N9的流行病學特征、實驗室檢測和病原學研究綜述如下。
此次國內(nèi)爆發(fā)的人感染H7N9禽流感是由H7N9型禽流感病毒引起的急性傳染病。2013年2月在上海市首先發(fā)現(xiàn),后陸續(xù)在安徽、江蘇、浙江、北京、山東、江西、臺灣和香港等省市和地區(qū)先后發(fā)生重癥肺炎病例,疫情幾乎波及全國,截止到5月4日確診人感染H7N9型禽流感129例,死亡31例,其中上海感染33例、死亡13例,均為散發(fā)病例[1]。首次人感染禽流感嚴重暴發(fā)是在1997年,香港出現(xiàn)18例H5N1型禽流感病毒感染患者,其中6例死亡[2];2003年11月,韓國報告了高致病性禽流感疫情,病原體確定為甲型流感病毒H5N1型[3];2004年疫情有向全球擴散和蔓延的趨勢,亞洲、北美洲、歐洲和非洲共有17個國家和地區(qū)報告發(fā)生禽流感疫情,其中亞洲的中國、韓國、日本、越南、泰國、柬埔寨、印度尼西亞、巴基斯坦、老撾、中國香港,北美洲的美國、加拿大以及非洲的南非等13個國家和地區(qū)暴發(fā)高致病性禽流感,禽流感病毒亞型分別為H5N1、H5N2和H7N3型,其中越南和泰國共確診禽流感患者45例,死亡32例,荷蘭、埃及、俄羅斯、中國臺灣等國家和地區(qū)也相繼暴發(fā)低致病性禽流感疫情,禽流感病毒亞型分別為H7N2、H7N3、H9N2、H10N7型[4-5];2007年印尼又出現(xiàn)嚴重的禽流感疫情,有69例被確認因感染禽流感病毒而死亡[6];同年在歐洲、美洲(流行H1N1、H7N2型)也不斷有小規(guī)模的流行,又有全球流行趨勢[7-8]。為此,世界衛(wèi)生組織(WHO)2007年在印度尼西亞緊急召開了主題為“防控禽流感”的全球會議,通過在全球范圍內(nèi)防控禽流感的《雅加達宣言》[9]。此后,雖然亞洲多個國家和地區(qū)及世界各地每年不定期、小規(guī)模暴發(fā)禽流感疫情,疫情均很快被控制。
文獻[10-12]報道表明本次疫情流行病學特征為老年患者居多,>60歲的老年患者占61%,大部份老年患者帶有高血壓、糖尿病等基礎疾病,部份患者有間接接觸禽類史,表明老人可能是高風險的易感人群。監(jiān)測病例的接觸途徑表明,新病毒目前尚不容易在人與人之間傳播[13]。我國的疫情引起了世界的關注:荷蘭學者Jonges等[14]比較了近年在歐洲的流行株H7N7型后認為,此次H7N9型對人的親嗜性更高,很可能會引發(fā)大規(guī)模的暴發(fā)流行。日本學者Kageyama1等[15]認為H7N9型禽流感病毒的血凝素(hemagglutinin,HA)和神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase,NA)基因可能起源于歐亞大陸的禽流感病毒,與H9N2型密切相關,特征氨基酸變化和PB2的RNA聚合酶亞基可能促進人型受體結合,在哺乳動物中能高效的復制,有引發(fā)大規(guī)模流行的可能。美國學者Alcorn客觀評價了當前H7N9型禽流感病毒在中國的蔓延,對是否會發(fā)生更大規(guī)模的流行持觀望和等待態(tài)度[16]。世界衛(wèi)生組織(WHO)密切關注這次發(fā)生在我國的人感染新型H7N9禽流感疫情,WHO全球流感項目專家藤奈邦子(Nikki Shindo)更是直接到中國參與疫情防控工作。美國CDC在《發(fā)病率及死亡率周報(MMWR Morb Mortal Wkly Rep)》上每周公布中國官方關于疫情的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù),并配發(fā)編者按及專家評論[17]。4月初,中國科學院病原微生物與免疫學重點實驗室對H7N9禽流感病毒進行基因溯源研究顯示,結果表明病毒基因來自于野鳥和雞群的基因重配[18]。
1.血常規(guī) 白細胞總數(shù)一般不高或降低,重癥患者多有白細胞總數(shù)及淋巴細胞減少,可有血小板降低。
2.血生化檢查 多有肌酸激酶、乳酸脫氫酶、天門冬氨酸氨基轉移酶、丙氨酸氨基轉移酶和C反應蛋白升高,肌紅蛋白可升高。
3.病原學及相關檢測 抗病毒治療之前及時采集呼吸道標本送檢(如痰標本、鼻咽分泌物、口腔含漱液、氣管吸出物或呼吸道上皮細胞)。
1.甲型流感病毒抗原篩查 部分檢測試劑可用在實驗室中或床邊完成檢測,并可在較短時間內(nèi)獲得結果,適用于基層。優(yōu)點是簡便易行,缺點是敏感性不一定高,應注意試劑質(zhì)控;若能確定為流感病毒,即便不知其亞型,也不會影響抗病毒藥物的早期使用。
2.核酸檢測 對于甲型流感病毒抗原檢測陽性的疑似病例或高度懷疑的病例采用實時逆轉錄聚合酶鏈反應(real time RT-PCR)進行H7N9型禽流感病毒核酸檢測以明確診斷。由于病毒復制過程中HA抗原及NA抗原mRNA含量不同,在標本檢測中可能會出現(xiàn)H7檢測陽性而N9檢測陰性的情況。因此建議可先針對敏感性較高的H7亞型來進行臨床診斷,篩除季節(jié)性流感病毒(H1、H3、B)、H5N1型禽流感病毒、嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)、新型冠狀病毒,然后選擇特異性引物和探針組合,檢測N1~N9亞型。通過病毒分離、real time RT-PCR檢測、全基因組測序及系統(tǒng)進化比對分析后可確定致病病原體[1]。該方法診斷敏感性高、特異性強,推薦臨床首選使用,但受條件和設備限制尚無法在基層醫(yī)療機構普及。在我國目前無其他H7亞型禽流感病毒感染人的情況下,建議可僅檢測敏感性較高的H7亞型來輔助進行臨床診斷。
3.病毒分離 從患者呼吸道標本中分離H7N9型禽流感病毒。通過在Madin-Darby狗的腎臟細胞,或接種到9~11d齡雞胚的尿囊和羊膜腔中,在35℃下培養(yǎng)48~72h,可獲得較高滴度病毒培養(yǎng)液[1,19]。病毒分離培養(yǎng)應當在符合P3級生物安全要求的實驗室開展。此方法為實驗室診斷的金標準。
4.特異性抗體檢測 動態(tài)檢測雙份血清H7N9型禽流感病毒特異性抗體水平呈4倍或以上升高有意義[20]。
過去疫情暴發(fā)相關病毒全基因組序列被存放在共享禽流感數(shù)據(jù)庫(GISAID)中。對于本次疫情,研究人員使用MEGA軟件(版本5.05)中的Clustalw程序與數(shù)據(jù)庫中已有序列比對,并從GenBank中選擇A型流感病毒株,鄰接法比對獲得與待測病毒基因關系,構建系統(tǒng)發(fā)育樹。通過病毒分離、real time RT-PCR檢測、全基因組測序和比對分析確定致病病原體,確認時應注意到在GenBank中沒有密切相關,或對應度很低的相關病毒全基因組序列作為參照。這再次驗證了研究人員的預判。另外,此次新發(fā)重配的H7N9型禽流感病毒已被觀察到Haemaglutinin抗原重組(H7)、T160A突變、NA莖區(qū)域5個氨基酸缺失、NS1蛋白干擾素受體拮抗功能改變以及與毒力相關PB1-F2蛋白(由PB1段編碼)變異,新重組病毒的種種變化對病毒毒力增加程度目前還不清楚。新重組病毒基因組中基因的增減及新序列中致病基因的功能,都需要進一步深入研究[1,20-22]。同時流感病毒不同唾液酸糖鏈受體親和力是病毒宿主范圍和致病性的重要決定因素,重配病毒可能會降低α2,3唾液酸聚糖禽流樣受體的親和力,也可能突變后增強對α2,6唾液酸糖鏈的親和力,進而增強致病性[1,20-22]。
2013年4月11日,《新英格蘭醫(yī)學雜志》發(fā)表首批H7N9禽感染感染患者的臨床特征及病毒株基因分析結果[1]。研究人員總共用198對引物擴增完整的病毒基因組序列,對PCR產(chǎn)物進行瓊脂糖凝膠電泳純化,同時進行了基因組測序。將測序結果與GISAID數(shù)據(jù)庫進行比對。構建進化樹后確定病毒基因為甲型流感病毒株一種變異基因,然后再通過病毒分離、RT-PCR和全基因組測序確定病原體為H7N9型甲型流感病毒。系統(tǒng)進化比對分析顯示病毒基因是禽類的來源,HA基因序列顯示與江浙一帶禽鴨所攜帶的病毒基因(ZJ12 H7N3亞型)高度同源,NA基因序列顯示與韓國野生鳥攜帶的病毒基因(KO14 H7N9亞型)高度同源。研究人員同時發(fā)現(xiàn)病毒的另外6個內(nèi)部基因與北京一帶燕雀所攜帶的病毒基因(BJ12 H9N2亞型)高度同源,結合系統(tǒng)進化分析,專家認為是一個新的三重重組H7N9型禽流感病毒。
日本國立傳染病研究所等多個機構的研究者對來自病毒感染者及上海環(huán)境、禽類中的H7N9型禽流感病毒進行了遺傳測序分析研究[16]。結果顯示患者機體中分離得到的毒株和禽類及環(huán)境中的并不相同,其蛋白質(zhì)發(fā)生了突變,這就使得其非常有可能在人類細胞中增殖,而且毒株更適于在人類上呼吸道的溫度環(huán)境中生長增殖,因為人類上呼吸道的溫度低于鳥類的溫度。研究者也預測了用于治療人類流行性感染的藥物在治療H7N9型禽流感病毒感染上的作用,發(fā)現(xiàn)常見的離子通道抑制劑抗病毒藥物并不能有效控制病毒的感染和傳播,而另外一種抗病毒藥物奧司他韋可以卻可以有效抑制病毒。
來自浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院感染病國家重點實驗室的學者們檢測了浙江省確診為H7N9型禽流感病毒感染患者的咽拭子和痰樣本。他們利用RT-PCR方法檢測M、H7和N9基因,并在Madin-Darby狗的腎臟細胞中進行培養(yǎng);同時研究人員也檢測了雙重感染或重疊感染,觀察6種細胞因子和趨化因子的血清濃度,還完成了86只活禽市場中雞、鴨、鵪鶉和鴿子的H7N9型病毒的采樣和分析,并進行了雞胚接種分析。他們通過RT-PCR測序確定了亞型菌株,并且還通過RNA提取、DNA合成及PCR測序完成了1個患者和受感染雞的全序列分析,發(fā)現(xiàn)人類病毒H7(與α-2,6-唾液酸受體的親和力增加有關)中的Gln226Leu和Gly186Val出現(xiàn)變異,聚合酶堿性蛋白PB2的Asp701Asn(與哺乳動物適應性有關)也出現(xiàn)了變異。病毒基質(zhì)蛋白M2中的Ser31Asn突變與金剛烷抗性有關,認為如果PB2基因的627和701氨基酸位點同時發(fā)生變異,可能會導致有效的人傳人[19]。但PB2基因究竟在病毒對哺乳動物致病的哪個環(huán)節(jié)影響流感病毒的感染性仍不清楚,高致病性禽流感病毒如何跨越禽-哺乳動物宿主種間屏障,仍是一個重大課題。
Liu等[21]把H7N9型禽流感病毒定義為超級甲流病毒(AIVS),研究分析了人H7N9AIVS基因特征和蛋白質(zhì)序列,發(fā)現(xiàn)新病毒與單純?nèi)祟惢蛘咔蓊惲鞲胁《揪胁煌?。特征氨基酸與1997年的H5N1和2009年甲型H1N1流感有很多相似之處,但與1980年以前引起流感大流行的菌株完全不同。在PB2蛋白第627位氨基酸發(fā)生了賴氨酸變異,這種變異可能會增加病毒對哺乳動物的適應力,從而增加致病性。同時發(fā)現(xiàn)了HA蛋白的Q226L突變,M2蛋白的N31S突變以及幾種鳥類起源氨基酸。因此作者認為必須監(jiān)控H7N9進化,對潛在的疾病流行或大流行預先設計應對措施。
Liu等[22]的最新研究結果發(fā)現(xiàn)造成這次暴發(fā)的H7N9禽流感病毒是一種新型的重配病毒。研究人員從全球共享禽流感數(shù)據(jù)(GISAID)下載了最新上傳的H7N9病毒的基因組序列,通過進化分析、序列比對研究后發(fā)現(xiàn),H7N9型禽流感病毒是由多個基因重組的新型流感病毒。其中HA基因可能起源于鴨源禽流感病毒,NA基因有可能起源于由沿東亞遷徙路線遷徙轉移的鳥類所攜帶的流感病毒。病毒的另外6個內(nèi)部基因可能來源于鴨子和雞所常攜帶的H9N2型禽流感病毒。對本次疫情詳細的分析還表明,鴨子和雞可能作為此次H7N9型新型重組病毒的中間宿主,從而導致H7N9型禽流感病毒致病現(xiàn)狀的出現(xiàn)。研究人員深入分析后還發(fā)現(xiàn):H7N9型禽流感病毒的基因型和表型存在一定程度差異,這意味著造成這種爆發(fā)的病毒可能至少存在2個獨立的亞型。
Xiong等[23]首次證實了H7N9型禽流感病毒2個最重要的蛋白源于我國華東地區(qū)家禽或野鳥,而非先前中外學術專家所認為的“分別來源于中國與韓國的禽類”。他們分析了全球共享流感數(shù)據(jù)庫中長度>1000個核苷酸的N9基因序列,共計321個NA序列,并由此推導出相應蛋白質(zhì)氨基酸序列。通過先進的生物信息學手段分析H7N9型禽流感病毒基因,最終證實H7N9禽流感病毒最重要的蛋白質(zhì)HA(N9基因編碼)來源于中國江蘇洪澤湖花臉鴨(攜帶H11N9病毒株),其序列相似性遠高于韓國NA亞型株。這一發(fā)現(xiàn)為準確推斷流感病毒的起源與演化提供了必要的理論依據(jù)。
Li等[24]認為浙江省杭州市周邊不同地區(qū)的感染患者標本病毒株的差異可能與環(huán)境及地域密切相關。
Hu等[25]發(fā)現(xiàn)有患者服用奧司他韋治療19d后,在患者上呼吸道分泌物標本(咽喉試子)中仍能分離出H7N9型禽流感病毒。說明對特定患者而言,新病毒可能產(chǎn)生了對主要抗病毒藥物的耐藥性。
以上研究成果對我國乃至全世界科學家深入研究這種新病毒的特性、評價其對人類健康的威脅、及時有效地制定出防控措施具有重要的參考價值。
H7N9禽流感是一種新型的、尚未納入我國法定報告?zhèn)魅静”O(jiān)測報告系統(tǒng)的、發(fā)病兇險的禽流感。感染患者起初表現(xiàn)為流感樣癥狀,如發(fā)熱、咳嗽、少痰,可伴有頭痛、肌肉酸痛和全身不適,患者肺內(nèi)出現(xiàn)片狀影像,重癥患者病變進展迅速,呈雙肺多發(fā)磨玻璃影及肺實變影像,可合并少量胸腔積液。發(fā)生ARDS時,病變分布廣泛,患者病情發(fā)展迅速,多在5~9d出現(xiàn)重癥肺炎,體溫大多持續(xù)在39℃以上,呼吸困難,可伴有咯血痰;可快速進展為ARDS、膿毒癥、感染性休克,甚至多器官功能障礙,部分患者可出現(xiàn)縱隔氣腫、胸腔積液等[20]。上海地區(qū)患者的臨床特點顯示:發(fā)燒和咳嗽是最常見的癥狀,白細胞計數(shù)正?;蚵杂邢陆?,天門冬氨酸氨基轉移酶、肌酸激酶、乳酸脫氫酶在多數(shù)患者中均有所升高,胸部X光雙側磨玻璃影,病情觀察可發(fā)現(xiàn)多種并發(fā)癥。所有患者均有ARDS、感染性休克和急性腎功能損傷。在發(fā)病后2d內(nèi)使用抗病毒治療最為理想,療程通常為5d內(nèi)。重癥患者根據(jù)氣道分泌物病毒核酸檢測結果可適當延長療程至7~10d,并可根據(jù)病情酌情加量或聯(lián)合治療。重癥監(jiān)護(ICU)患者和氣管插管者需要預防雙重感染,機械通氣的患者下呼吸道標本檢出鮑曼不動桿菌等產(chǎn)超廣譜β內(nèi)酰胺酶(ESBLs)耐藥菌需要結合藥敏試驗聯(lián)合治療。
感染H7N9型禽流感確診病例符合下列任意一條標準即為重癥病例:(1)X線胸片顯示為多葉病變或48h內(nèi)病灶進展>50%;(2)呼吸困難,呼吸頻率>24次/min;(3)嚴重低氧血癥,吸氧流量在3~5L/min條件下,患者血氧飽合度(SPO2)≤92%;(4)出現(xiàn)休克、ARDS或多器官功能障礙綜合征(MODS)。
重癥病例的治療:對出現(xiàn)呼吸功能障礙者給予吸氧及其他相應呼吸支持,發(fā)生其他并發(fā)癥的患者應積極采取相應治療。
患者病情出現(xiàn)下列情況之一,應進行氧療:(1)吸空氣時,患者SPO2≤92%;(2)平臥位時,患者呼吸頻率增快(呼吸頻率>24次/min),呼吸困難或窘迫。
1.機械通氣 患者經(jīng)氧療(雙腔鼻管或面罩吸氧,氧流量5L/min)2h,SPO2仍≤92%,或呼吸困難、呼吸窘迫改善不明顯時,應進行機械通氣治療。重癥患者病情進展迅速,可較快發(fā)展為ARDS。需機械通氣的重癥病例可參照ARDS機械通氣的原則進行治療。ARDS治療中可發(fā)生縱隔氣腫、呼吸機相關肺炎等并發(fā)癥,應引起注意。
2.無創(chuàng)正壓通氣 出現(xiàn)呼吸窘迫和(或)低氧血癥、氧療效果不佳的患者,可早期嘗試使用無創(chuàng)通氣,推薦使用口鼻面罩。如果重癥病例經(jīng)無創(chuàng)通氣治療效果欠佳,需及早考慮實施有創(chuàng)通氣。
3.有創(chuàng)正壓通氣 給予患者規(guī)范無創(chuàng)通氣治療2h后,出現(xiàn)下列情況之一應及時改行有創(chuàng)正壓通氣:(1)氧合指數(shù)(OI)仍<150 mmHg;(2)呼吸困難或窘迫改善不明顯;(3)影像學檢查顯示病變進展迅速。建議對接受有創(chuàng)機械通氣患者都應進行充分的鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜治療,必要時考慮應用肌松劑。鑒于部分患者較易發(fā)生氣壓傷,應當參照ARDS的治療流程,采用ARDS保護性通氣策略。
4.肺保護性通氣策略 (1)小潮氣量:6~8mls/kg理想體重;(2)合理選擇呼氣終末正壓(PEEP)的水平(通常用10~20 cmH2O)。在上述措施不能達到滿意的氧合水平(SPO2≤92%)時,應盡快考慮應用挽救性治療措施。
5.挽救性治療措施 (1)肺復張:注意氣壓傷及對循環(huán)的影響;(2)俯臥位通氣:注意通氣管道的管理及安全以及體位對循環(huán)的影響;(3)高頻振蕩通氣:對已發(fā)生氣壓傷患者可考慮使用高頻振蕩通氣;(4)體外膜氧合(ECMO):應用ECMO指征為經(jīng)過積極的機械通氣治療,包括采用挽救性治療措施后,仍未能達到滿意的氧合;在PEEP15~20cmH2O條件下,OI≤80mmHg和/或pH值≤7.20(呼吸性酸中毒引起),持續(xù)6h以上[19,26-27]。
1.神經(jīng)氨酸酶抑制劑 (1)奧司他韋(Oseltamivir):成人劑量75mg每日2次,重癥者劑量可加倍,療程5~7d。≥1歲的兒童患者應根據(jù)體重給藥:體重<15kg者,予30mg每日2次;體重15~23kg者,予45mg每日2次;體重>23~40kg者,予60mg每日2次;體重>40kg者,予75mg每日2次;對于吞咽膠囊有困難的兒童,可選用奧司他韋混懸液;(2)扎那米韋(Zanamivir):成人及7歲以上青少年用法為每日2次,間隔12h,每次10mg(分2次吸入);(3)帕拉米韋(Peramivir):重癥病例或無法口服者可用帕拉米韋氯化鈉注射液,成人用量為300~600mg,靜脈滴注,每日1次,療程1~5d。目前臨床應用數(shù)據(jù)有限,應嚴密觀察不良反應,輕癥病例應首選奧司他韋或扎那米韋,根據(jù)病毒核酸檢測陽性情況,決定是否延長療程。
2.離子通道M2阻滯劑 目前研究結果提示金剛烷胺(Amantadine)和金剛乙胺(Rimantadine)耐藥,不建議單獨使用。注意休息、多飲水、增加營養(yǎng),給予易消化的飲食,密切觀察,監(jiān)測并預防并發(fā)癥,抗菌藥物應在明確繼發(fā)細菌感染時或有充分證據(jù)提示繼發(fā)細菌感染時使用,對出現(xiàn)呼吸功能障礙的重癥病例給予吸氧及其他相應呼吸支持,發(fā)生并發(fā)癥應積極采取相應治療[19,26]。
3.預防與健康教育工作 積極做好疫情防控知識宣傳和風險溝通,建立正確的風險認識,形成正確的疾病預防行為。加強禽畜養(yǎng)殖場、散養(yǎng)戶、屠宰場、批發(fā)及交易市場等的禽畜飼養(yǎng)、捕捉、屠宰、儲藏、運輸、交易和經(jīng)營人員以及寵物禽畜養(yǎng)殖人員的健康教育和風險溝通工作。醫(yī)務人員在診治患者過程中應采取必要的防護措施。2013年4月下旬,北京市研制的甲型H7N9流感病毒RNA篩選檢測試劑盒已通過國家醫(yī)療器械應急審批專家評審。同時,北京疫苗研制工作即將進入動物免疫原性試驗階段,預計上市后將有效保障甲型H7N9流感病毒的防控工作[28]。
綜上所述,流感病毒依賴于吸附到宿主細胞上進行復制和擴散,而且禽流感病毒很少感染人類,但有時候卻會變得易于感染人類,這就為人類健康帶來了潛在的隱患。新型重配病毒的流行潛力不能低估,還會在什么時間、什么地點及如何出現(xiàn)仍沒有科學的證據(jù)和解釋。由于H7N9型禽流感病毒感染極易造成高死亡率,因此要對該病毒的進化行為密切關注,同時尤其要嚴密監(jiān)測在人與人之間傳播的可能性。
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