[預印本]2024~2025流感季節加州季節性及人畜共患甲型流感病毒的基因組廢水監測

廢水基因組監測為檢測人類和動物甲型流感病毒(IAV)提供了契機。我們旨在建立一種不依賴亞型的IAV基因組監測框架,以從多種宿主體內回收IAV並估算各亞型的比例。在2024-2025流感季節,我們在加利福尼亞州多個地點對廢水進行了IAV基因組監測,並將這些數據與現有的人類臨床IAV序列及檢測陽性率進行了比較。我們采用了一套定制的全基因組多宿主IAV探針富集面板,並對自定義的期望最大化(EM)算法進行了改進,以解析廢水中的IAV混合物並推斷亞型的相對豐度。通過RT-PCR基法定量測定了甲型流感病毒(IAV)的絕對濃度。進一步通過構建全基因組最大似然系統發育樹對H5N1廢水和臨床序列進行特征分析。最後,我們進行變異分析以檢測廢水中的氨基酸替換。本研究的IAV探針富集方法與EM算法成功富集了三種流行IAV亞型的所有八個片段,並准確估算出混合IAV樣本中亞群的相對豐度。在研究期間,季節性人類H1N1pdm09和H3N2病毒均通過廢水和臨床測序數據被檢測到,其中H1N1亞群6B.1A.5a.2a.1和6B.1A.5a.2a共循環,而H3N2則以亞群3C.2a1b.2a.2a.3a.1為主。廢水監測在三個監測的廢水地點持續檢測到H5N1分支2.3.4.4b,而來自加利福尼亞州任何地方的臨床H5N1檢測都是零星和罕見的。全基因組系統發育分析顯示,廢水H5N1序列與奶牛和鳥類感染相關的參考序列聚類,而所有人類臨床H5N1序列僅與奶牛感染相關的參照序列聚類。在病毒片段中發現了氨基酸替換,從廢水樣本中沒有觀察到與哺乳動物適應相關的突變。