Sifat Genetik Virus Influenza Babi H1N1

Antigenisitas dan Sifat Genetik Virus Influenza Babi H1N1 Mirip Burung Eurasia di Provinsi Jiangsu, Tiongkok

ABSTRAK

 

Babi merupakan wadah pencampuran genetik yang penting bagi virus influenza manusia dan burung karena epitel trakea mereka memiliki reseptor asam sialat α-2,6-Gal dan α-2,3-Gal. Penularan lintas spesies virus influenza A dari babi ke manusia kadang-kadang terjadi. Kasus pertama infeksi manusia dengan virus influenza babi H1N1 mirip burung Eurasia (EAH1N1 SIV) genotipe G4 terdeteksi di Provinsi Jiangsu, Tiongkok, pada Februari 2023, dan investigasi epidemiologi retrospektif tidak menemukan sumber infeksi yang jelas. Situs varian asam amino hemaglutinin (HA) dan neuraminidase (NA), sensitivitas obat antivirus, dan variasi antigenik dari virus A/Jiangsu/27271/2023 (JS/27271/23) yang diisolasi dianalisis, serta efek proteksi serum yang dikumpulkan dari populasi yang terpapar secara profesional pada tahun 2024 terhadap virus ini dievaluasi. Dibandingkan dengan strain vaksin, kesamaan urutan nukleotida HA dan NA dari JS/27271/23 masing-masing adalah 96,5% dan 95,2%. JS/27271/23 sensitif terhadap penghambat polimerase (favipiravir dan baloxavir), dan antigenisitas protein HA-nya berbeda 8 kali lipat dari strain vaksin. Persentase populasi yang terpapar secara profesional dengan titer antibodi ≥ 40 terhadap A/Hunan/42443/2015 (HN/42443/15) dan A/Jiangsu/1/2011 (JS/1/11) masing-masing adalah 7,25% dan 2,25%, dengan titer rata-rata geometris (GMT) masing-masing sebesar 6,24 dan 5,34. Dari 400 sampel serum yang diperiksa, tidak ada yang memiliki titer antibodi ≥ 40 terhadap JS/27271/23. Ini menunjukkan bahwa tingkat serum antibodi yang rendah terhadap EAH1N1 SIVs pada populasi yang terpapar secara profesional mungkin tidak memberikan perlindungan yang memadai karena perbedaan signifikan pada situs asam amino dan antigenisitas antara virus ini dan strain vaksin EAH1N1 SIV saat ini. Tidak ada bukti penularan EAH1N1 SIV dari manusia ke manusia. Oleh karena itu, pengawasan terhadap EAH1N1 SIV dan pengembangan strain vaksin baru diperlukan.

 

POIN PENTING

 

Pertanyaan ilmiah

Penularan lintas spesies virus influenza A dari babi ke manusia kadang-kadang terjadi karena epitel trakea mereka memiliki reseptor asam sialat α-2,6-Gal dan α-2,3-Gal. Pada tahun 2011, kasus pertama infeksi virus influenza babi pada manusia di daratan Tiongkok terdeteksi di Provinsi Jiangsu. Selanjutnya, virus influenza babi H1N1 mirip burung Eurasia (EAH1N1 SIV) secara sporadis melintasi penghalang inang dan menginfeksi manusia, memicu kekhawatiran publik terhadap potensi pandeminya.

 

Bukti sebelum penelitian ini

 

A/Jiangsu/1/2011 (H1N1v) pertama kali ditemukan pada tahun 2011 dan termasuk dalam genotipe G1. Genotipe G4 dan G5 yang muncul secara berturut-turut pada tahun 2013 adalah virus influenza babi H1N1 rekombinan. Virus EAH1N1 SIV dari tahun 2016 hingga saat ini didominasi oleh genotipe G4, dengan gen hemaglutinin (HA) dan neuraminidase (NA) berasal dari EAH1N1 SIV, gen protein non-struktural (NS) berasal dari virus influenza babi rekombinan asal tiga, dan gen internal lainnya dari virus influenza A (H1N1) pdm09.

 

Penemuan baru

Penelitian ini menyelidiki kasus infeksi EAH1N1 SIV pada seorang anak. Ini adalah kasus pertama infeksi EAH1N1 SIV genotipe G4 pada anak di Provinsi Jiangsu. Virus ini mempertahankan sifat genetik EAH1N1 SIV tetapi berbeda secara signifikan dalam antigen protein HA.

 

Signifikansi penelitian

Kasus baru infeksi EAH1N1 SIV pada manusia ini menunjukkan potensi pandemi virus influenza burung.

 

1. PENDAHULUAN

 

Virus influenza menyebabkan influenza, penyakit infeksi saluran pernapasan akut. Subtipe virus influenza yang berbeda menunjukkan spesifisitas spesies yang jelas. Penularan lintas spesies terus berlanjut dalam beberapa tahun terakhir, dengan kasus infeksi manusia oleh virus influenza hewan seperti H5N6, H7N9, dan H10N8. Babi dapat dianggap sebagai "wadah pencampuran virus influenza" dengan potensi terinfeksi berbagai subtipe virus influenza. Di antara ini, subtipe H1N1 adalah yang paling dominan pada populasi babi [1,2]. H1N1 dapat diklasifikasikan sebagai H1N1 mirip burung Eurasia, H1N1 babi klasik (CS H1N1), dan H1N1 pandemi 2009 (2009/H1N1). Sejak kemunculannya, EAH1N1 SIV telah menyebar cepat di populasi babi di Eropa dan Asia, secara progresif menggantikan virus CS H1N1 yang sebelumnya beredar.

 

Pada beberapa wilayah, subtipe virus influenza babi yang berbeda atau genotipe EAH1N1 SIV telah beredar bersama, terutama setelah kemunculan virus influenza 2009/H1N1. Hal ini menyediakan lebih banyak fragmen gen yang dapat dipilih untuk rekombinasi, meningkatkan kemungkinan rekombinasi. Studi yang mengumpulkan usapan hidung dari 103.110 babi di 22 provinsi di Tiongkok antara Oktober 2013 hingga Desember 2019 mengungkapkan bahwa EAH1N1 SIV membentuk delapan genotipe berbeda melalui reassortasi dengan virus dari garis keturunan lain yang beredar pada manusia dan babi, dan dua genotipe ini (G4 dan G5) tersebar luas di babi [3].

 

Genotipe G4 dan G5 masing-masing menyumbang 53,6% dan 42,6% dari EAH1N1 SIVs yang diisolasi dari babi antara tahun 2013 hingga 2019 [4]. Virus EAH1N1 SIV genotipe G4 menunjukkan peningkatan adaptabilitas pada mamalia dan menjadi genotipe dominan [5]. Virus EAH1N1 SIV telah mengalami perubahan evolusioner [6], termasuk peningkatan efisiensi replikasi virus, peningkatan virulensi, pelanggaran penghalang spesies untuk penularan, dan pengembangan resistansi obat. Perubahan ini mengurangi efektivitas perlindungan silang vaksin, yang dapat berpotensi menyebabkan pandemi influenza berikutnya.

 

Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) membentuk Sistem Pengawasan dan Respon Influenza Global (GISRS) untuk merespons potensi pandemi influenza. Jaringan pengawasan influenza, elemen penting dari sistem GISRS, secara terus-menerus memantau klinik rawat jalan demam dan pasien rawat inap dengan pneumonia di rumah sakit sentinel yang ditunjuk sepanjang tahun. Pada Februari 2023, satu kasus infeksi EAH1N1 SIV diidentifikasi oleh laboratorium Jaringan Pengawasan Influenza Nasional di Provinsi Jiangsu; karakteristik antigenik dan genetik dari strain ini dibahas dalam makalah ini.

 

2. BAHAN DAN METODE

 

2.1. Isolasi dan Identifikasi Virus

Usapan tenggorokan diambil dari pasien dan diuji dengan real-time reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) untuk subtipe H1 manusia, 2009/H1N1, H3, dan virus burung H5, H7, H9, dan H10. Sampel tersebut digentipkan dalam uji real-time RT-PCR dengan primer spesifik untuk mengidentifikasi subtipe H1N1 mirip burung Eurasia.

 

Sel-sel ginjal anjing Madin-Darby (MDCK) dipertahankan dalam medium dulbecco yang dimodifikasi dengan TPCK-trypsin (2 μg/mL). Usapan faring diinokulasi ke dalam sel MDCK dan diinkubasi pada suhu 35 °C selama satu jam. Larutan pemeliharaan sel ditambahkan, dan sel diamati selama beberapa hari hingga menunjukkan penyakit.

 

2.2. Pengurutan genom dan analisis filogenetik

RNA virus diekstraksi menggunakan kit MagMAXTM CORE Nucleic Acid Purification, dan primer Uni12 (5′-AGCGAAAGCAGG-3′) digunakan untuk transkripsi balik. PCR dilakukan menggunakan sistem SuperScript® III One-Step RT-PCR dengan Platinum® Taq High Fidelity. Komposisi sistem reaksi PCR adalah sebagai berikut: DEPC-treated ddH2O 12 μL, buffer reaksi 2 × 25 μL; 10 μmol/L (μM) Uni-12/Inf1 (primer A: 5′-GGGGGGAGCAAAAGCAGG-3′) 0,4 μL; 10 μM Uni-12/Inf3 (primer B: 5′-GGGGGGAGCGAAAGCAGG-3′) 0,6 μL; 10 μM Uni-13/Inf1 (primer C: 5′-CGGGTTATTAGTAGAAACAAGG-3′) 1 μL; campuran enzim RT/HiFi 1 μL; dan RNA 8 μL. Kondisi reaksi PCR adalah sebagai berikut: 45 °C selama 60 menit, 94 °C selama 2 menit; 94 °C selama 30 detik, 44 °C selama 30 detik, 68 °C selama 3 menit, 5 siklus; 94 °C selama 30 detik, 57 °C selama 30 detik, 68 °C selama 3 menit, 31 siklus; 68 °C selama 7 menit; dan suhu penahanan 4 °C. Produk PCR dimurnikan menggunakan QIAquick PCR purification dan diurutkan menggunakan Illumina Analyzer (Miniseq).

 

Analisis BLASTn nukleotida digunakan untuk mengidentifikasi sekuens referensi terkait. Sekuens pertama-tama disejajarkan menggunakan cluster muscle, dan pohon maksimum kemungkinan (ML) untuk masing-masing dari delapan segmen gen dibangun menggunakan MEGA 11.0. Analisis prediksi jarak variasi antigenik berbasis sekuens dilakukan menggunakan PREDAV-FluA online (computationalbiology.cn/home/index.html). Untuk perbandingan, isolat perwakilan dari klad H1N1 berikut dipilih sebagai sekuens referensi: Eurasian avian-like swine, Eurasian avian, classical swine, North American avian, 2009/H1N1, dan virus influenza musiman manusia. Sekuens referensi diperoleh dari basis data GISAID dan National Center for Biotechnology Information (NCBI), dan nomor akses untuk sekuens referensi tercantum dalam Tabel S1.

 

2.3. Uji hemaglutinasi-inhibisi (HI)

Serum diinkubasi dengan enzim penghancur reseptor (RDE) pada rasio pengenceran serum-RDE 1:3 selama 18 hingga 20 jam pada suhu 37 °C, diikuti oleh inaktivasi RDE pada suhu 56 °C selama 60 menit. Setelah inaktivasi panas, serum-RDE diinkubasi dengan larutan saline penyangga fosfat (PBS) dalam rasio 2:3, menghasilkan sampel serum yang telah dirawat dengan RDE dan diencerkan PBS pada pengenceran 1:10. Reagen virus diencerkan untuk digunakan pada empat unit hemaglutinasi (HU) dalam 25 μL. Untuk melakukan uji HI, serum yang telah dirawat diencerkan secara seri dua kali lipat dari pengenceran awal 1:10, dicampur dengan virus yang telah diencerkan pada rasio 1:1 (25 μL serum yang diencerkan dan 25 μL virus yang diencerkan), dan diinkubasi pada suhu ruang selama 60 menit. Selanjutnya, 50 μL sel darah merah kalkun (TRBC) 1 % ditambahkan, diikuti oleh inkubasi pada suhu ruang selama 30 menit. Pelat uji dimiringkan untuk dibaca, dan titer dilaporkan sebagai kebalikan dari pengenceran serum tertinggi di mana aglutinasi sepenuhnya dihambat. Uji HI digunakan untuk analisis antigenisitas dan penentuan titer antibodi.

 

2.4. Survei serologis infeksi EAH1N1 SIV

Sampel serum yang diperoleh dari populasi yang terpapar secara profesional pada tahun 2024 dianalisis menggunakan uji HI dan netralisasi mikronutrien (MN) untuk titer antibodi terhadap EAH1N1 SIV (HN/42443/15, JS/1/11, JS/27271/23). Untuk menentukan risiko infeksi EAH1N1 SIV, kami melakukan 400 tes surveilans serologis untuk antibodi terhadap EAH1N1 SIV di antara populasi yang terpapar secara profesional di Yancheng (n = 10²), Huai'an (n = 90), Yangzhou (n = 48), Changzhou (n = 80), dan Suzhou (n = 80). Uji HI dan MN dilakukan berdasarkan pedoman WHO.

 

2.5. Uji reduksi plak

Sel MDCK diinokulasi dalam pelat kultur 96-well pada 3 × 10⁵ sel/mL dan diinkubasi pada suhu 35 °C dengan 5 % CO₂ dalam kelembapan jenuh. Sel dicuci dua kali dengan medium pertumbuhan virus (VGM) setelah mencapai konfluensi > 90 %. Sel diinkubasi selama 1 jam dengan virus pada suhu 35 °C dan 5 % CO₂. Sebanyak 200 μL mikrokristalin selulosa (MCC; Avicel®) dan campuran favipiravir/baloxavir digunakan untuk menutupi sel. Kemudian, pelat diinkubasi pada suhu 35 °C dengan 5 % CO₂ semalam. Plak virus dihitung pada hari terakhir. Pengujian dilakukan sesuai dengan pedoman WHO.

 

2.6. Analisis statistik

Signifikansi statistik ditentukan menggunakan uji chi-square, dan paket perangkat lunak GraphPad Prism 9 digunakan untuk analisis statistik. Nilai P < 0,05 dianggap signifikan secara statistik.

 

3. HASIL

 

3.1. Penyelidikan Kasus

Pasien adalah seorang anak perempuan berusia 18 bulan yang mengalami demam hingga 39 °C dan mulai batuk pada tanggal 30 Januari 2023. Pasien dirawat di rumah sakit yang laboratoriumnya merupakan bagian dari Jaringan Laboratorium Influenza Nasional. Sampel pasien dinyatakan positif virus influenza A melalui uji RT-PCR real-time, tetapi negatif untuk subtipe manusia H1, 2009/H1N1, H3, dan virus influenza burung H5, H7, H9, serta H10. CDC Jiangsu mengklasifikasikan sampel tersebut sebagai EAH1N1 SIV melalui RT-PCR real-time.

 

Melalui wawancara dengan ibu pasien, diketahui bahwa pasien tidak memiliki riwayat perjalanan ke luar negeri dalam dua bulan sebelum timbulnya penyakit dan tidak ada riwayat kontak dengan unggas hidup atau babi. Selama Festival Musim Semi, hanya kakek, paman, dan bibi anak tersebut yang berada di rumah, dan mereka tidak menunjukkan gejala yang tidak biasa. Keluarga tersebut tidak memelihara hewan peliharaan, dan lingkungan rumah maupun sekitarnya tampak bersih dan rapi. Sang ibu sering mengunjungi pasar peternakan unggas hidup yang berjarak sekitar dua kilometer dari rumahnya, di mana unggas hidup seperti ayam dan merpati dijual, tetapi dia tidak membeli unggas hidup dalam sebulan terakhir.

 

Swab tenggorokan yang diambil pada tanggal 8 Februari dari pasien, ibu, dan neneknya menunjukkan hasil negatif untuk asam nukleat virus influenza. Pada tanggal 14 Februari, 36 sampel unggas, babi, dan lingkungan dikumpulkan dari pasar unggas hidup, peternakan babi, dan rumah potong hewan, semuanya negatif untuk asam nukleat virus influenza. Peninjauan kasus pneumonia yang dirawat di rumah sakit sejak tanggal 24 Januari tidak mengungkapkan kasus serupa. Hasil survei pelacakan sumber belum berhasil menjelaskan asal virus maupun mode penularannya.

 

Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit Tiongkok (China CDC) berhasil mengisolasi virus dengan aktivitas hemaglutinasi di bawah kode JS/27271/23 (data sekuens telah disimpan dalam Global Initiative on Sharing Avian Influenza Data; nomor aksesnya adalah EPI3597230-EPI3597237). Analisis sekuens genom dan BLASTn nukleotida mengidentifikasi isolat tersebut sebagai subtipe H1N1 babi mirip burung Eropa tipe G4.

 

3.2. Analisis Genetik

Genom lengkap JS/27271/23 telah disekuens, dan pohon evolusi dari sekuens hemaglutinin (HA) dan neuraminidase (NA) telah dibuat (Gambar 1). Pohon evolusi dari gen polymerase basic 2 (PB2), polymerase basic 1 (PB1), protein asam polimerase (PA), nukleoprotein (NP), protein matriks (M), dan protein non-struktural (NS) ditampilkan pada Gambar S1. HN/42443/15, JS/1/11, dan A/swine/Liaoning/TL5239/2020 dipilih sebagai perwakilan untuk menganalisis homologitas nukleotida. JS/27271/23 memiliki tingkat homologitas sebesar 94,4 % - 98,9 % terhadap HN/42443/15, dan hanya 82,2 % - 96,0 % terhadap JS/1/11 (Tabel 1).

 

Gambar 1. Hubungan filogenetik gen HA dan NA menggunakan metode maximum likelihood dengan 1.000 bootstrap.

Catatan: JS/27271/23 ditunjukkan dengan titik oranye, segitiga biru menunjukkan strain vaksin HN/42443/15, dan strain Jiangsu JS/1/11 ditunjukkan dengan kotak hijau.

Singkatan: HA, hemaglutinin; NA, neuraminidase.

 

Gen (JS/27271/23)	PB2	PB1	PA	HA	NP	NA	MP	NS
Identitas (%)
LN/TL5239/20	99.0	98.9	98.8	98.7	99.3	98.3	99.3	97.7
HN/42443/15	96.5	97.0	98.9	96.5	96.9	95.2	94.4	95.9
JS/1/11	82.6	83.9	84.0	96.0	82.4	95.0	94.6	82.2

Tabel 1. Identitas urutan nukleotida antara JS/27271/23 dan urutan referensi.

Singkatan: PB2, polimerase dasar 2; PB1, polimerase dasar 1; PA, protein asam polimerase; HA, hemaglutinin; NP, nukleoprotein; NA, neuraminidase; MP, protein matriks; NS, protein non-struktural.

 

Berdasarkan urutan asam amino yang diturunkan, JS/27271/23 mengandung motif asam amino PSVQSR↓G pada situs pemotongan HA-nya, yang merupakan karakteristik virus influenza berpatogenisitas rendah. Spesifisitas pengikatan reseptor HA telah diusulkan sebagai determinan penting dalam rentang inang suatu virus influenza tertentu. Beberapa peneliti menunjukkan bahwa dua mutasi asam amino (E190D dan G225D/E) dapat menyebabkan pergeseran spesifisitas pengikatan reseptor dari SA-α-2,3-Gal unggas ke SA-α-2,6-Gal manusia (5). Dalam penelitian ini, JS/27271/23 memiliki 190D dan 225E, yang mungkin menunjukkan bahwa virus ini memiliki preferensi pengikatan reseptor yang sama dengan virus manusia (6).

 

Substitusi asam amino (H274Y dan N294S) tidak diamati pada protein NA JS/27271/23, menunjukkan bahwa virus ini rentan terhadap oseltamivir dan zanamivir (7,8). Antivirus penghambat RNA polimerase termasuk baloxavir, favipiravir, dan pimodivir (9,10). JS/27271/23 tidak menghasilkan mutasi resistansi PB1-K229R, PB2-S324I, atau PA-I38M, menunjukkan bahwa JS/27271/23 sensitif terhadap penghambat polimerase (10).

 

Selain itu, data kami menunjukkan bahwa beberapa residu asam amino JS/27271/23 dapat meningkatkan adaptasi atau virulensi virus pada mamalia, seperti 89V, 251K, 588I, 271A, 431M, dan 591R pada PB2 (9,10,11,12,13,14,15,16,17); 336M, 356R, dan 409N pada PA (18,19,20); 48K, 98R, 99R, 305K, 313V, 357K pada NP (17,21,22); 41A dan 215A pada M1 (23,24); 42S pada NS1 (25).

 

Protein matriks 2 (M2) dari isolat ini memiliki N, bukan S, pada residu 31, yang memberikan resistansi terhadap antivirus amantadin dan rimantadin. Hal ini merupakan penanda karakteristik virus babi Eropa (H1N1, H3N2, dan H1N2) sejak tahun 1987 (26) (Tabel 2).

 

Gen	Dampak Fungsi	Mutasi	HN/42443/15	JS/1/11	JS/27271/23	Ref
HA	Meningkatkan afinitas pengikatan reseptor terhadap sialosida terhubung α2,6	E190D	D	D	D	[6]
		D225E	E	E	E
NA	Memberikan resistansi antivirus (Oseltamivir)	H274Y	H	H	H	[7,8]
		N294S	N	N	N
PB2	Meningkatkan aktivitas polimerase	L89 V	V	V	V	[9,10]
	Meningkatkan efisiensi replikasi virus dan patogenisitas	R251K	R	R	K	[11]
		T588I	I	A	I	[12]
	Meningkatkan efisiensi replikasi virus, aktivitas polimerase, dan patogenisitas	T271A	A	T	A	[13]
	Meningkatkan aktivitas polimerase dan virulensi	T431M	M	M	M	[14]
	Meningkatkan replikasi virus dan adaptasi pada mamalia	Q591R	R	Q	R	[15,16,17]
		E627 K	E	E	E
		D701 N	D	N	D
PB1	Memberikan resistansi terhadap favipiravir	K229R	K	K	K	[10]
PA	Memberikan resistansi terhadap baloxavir	I38M	I	I	I	[10]
	Meningkatkan aktivitas polimerase	L336 M	M	L	M	[18]
	Meningkatkan replikasi virus dan patogenisitas	K356R	R	K	R	[19,20]
		S409 N	N	N	N	[20]
NP	Melampaui hambatan spesies	Q48K	K	Q	K	[21]
		K98R	R	K	R
		K99R	R	K	R
	Penanda molekuler adaptasi mamalia	R305K	K	R	K	[17]
	Mempermudah pengikatan ke reseptor manusia	F313V	V	F	V
		Q357K	K	Q	K	[22]
M1	Meningkatkan efisiensi penularan virus	P41A	A	A	A	[23]
	Meningkatkan virulensi	T215A	A	A	A	[24]
NS1	Meningkatkan efisiensi replikasi dan mengatur respons antivirus inang	P42S	S	S	S	[25]
	Mengubah respons antivirus pada inang	G210R	G	R	G	[17]
M2	Memberikan resistansi antivirus (Amantadine)	S31 N	N	N	N	[26]

Tabel 2. Analisis Molekuler JS/27271/23, JS/1/11, dan HN/42443/15

Singkatan: HA, hemagglutination; NA, neuraminidase; PB2, polymerase basic 2; PB1, polymerase basic 1; PA, polymerase acidic protein; NP, nucleoprotein; MP, matrix protein; NS, non-structural protein; M1, matrix protein 1; M2, matrix protein 2.

 

3.3. Analisis Antigenisitas

Analisis prediksi jarak varian antigenik berbasis sekuens dilakukan menggunakan sekuens HA dari 13 EAH1N1 swine influenza viruses (SIV). Analisis ini mencakup sekuens HA dari strain kandidat vaksin yang direkomendasikan WHO, yaitu HN/42443/15, strain EA pertama yang muncul di Provinsi Jiangsu (JS/1/11), dan strain JS/27271/23 yang diperoleh dalam studi ini. Hubungan antigenik di antara ke-13 strain tersebut diprediksi menggunakan PREDAV-FluA (27).

 

Strain JS/27271/23 mengalami variasi antigenik yang signifikan dibandingkan dengan strain vaksin HN/42443/15 (Gambar 2). Selain itu, strain ini juga berbeda secara antigenisitas dari EAH1N1 SIV yang telah diidentifikasi sebelumnya. Penyelarasan sekuens protein HA1 ditampilkan dalam Gambar S2. Validasi fungsi biologis lebih lanjut dilakukan berdasarkan hasil analisis berbasis sekuens yang telah disebutkan sebelumnya.

 

Gambar 2. Prediksi jarak variasi antara antigen virus influenza babi tipe H1N1 Eurasia mirip burung (EAH1N1 SIV)

Keterangan: Hijau muda, HN/42443/15; oranye, JS/27271/23; merah muda, JS/1/11; hijau tua, 10 strain lain dari EAH1N1 SIV ; "-", antigenisitas kedua virus serupa.

 

Strain EAH1N1 SIV (HN/42443/15, JS/1/11, dan JS/27271/23) diuji antigenisitasnya, dan titer autoantibodi adalah 1:1.280 untuk HN/42443/15C/E dan 1:640 untuk HN/42443/15 RG. Titer antibodi serum HN/42443/15C/E terhadap JS/1/11 dan JS/27271/23 masing-masing adalah 1:1.280 dan 1:160, sedangkan titer antibodi serum HN/42443/15 RG terhadap JS/1/11 dan JS/27271/23 masing-masing adalah 1:640 dan 1:80 (Tabel 3).

 

Strain vaksin HN/42443/15 dapat secara efektif mencakup JS/1/11, tetapi perbedaan antigen antara JS/27271/23 dan HN/42443/15 mencapai 8 kali lipat, sehingga keduanya merupakan strain yang memiliki reaktivitas saling rendah.

 

Virus Referensi	Pasase	Serum Referensi
		HN/42443/15C	HN/42443/15 E	HN/42443/15 RG
HN/42443/15	C4	1,280	1,280	640
HN/42443/15	E4	1,280	1,280	640
HN/42443/15 RG	E2/E7	1,280	1,280	640
JS/1/11	E5	1,280	1,280	640
JS/27271/23	C2	160	160	80

Tabel 3. Analisis antigenisitas virus influenza babi H1N1 seperti burung Eurasia (EAH1N1 SIV) yang ditemukan di Provinsi Jiangsu.

Catatan: Titer penghambatan hemaglutinasi homolog terdapat dalam huruf tebal (metode penghambatan hemaglutinasi). Titer ditentukan sebagai kebalikan dari pengenceran serum tertinggi di mana hemaglutinasi terhambat sepenuhnya.

 

3.4. Tingkat antibodi terhadap EAH1N1 SIVs pada populasi yang terpapar secara profesional

Persentase individu yang terpapar secara profesional di Provinsi Jiangsu dengan titer antibodi serum terhadap virus HN/42443/15, JS/1/11, dan JS/27271/23 sebesar ≥ 40 masing-masing adalah 7,25 % (χ2 = 8,887, P = 0,020), 2,25 % (χ2 = 8,415, P = 0,072), dan 0. Titer rata-rata geometrik (GMT) antibodi adalah 6,24 (F = 8,699, P = 0,069), 5,34 (F = 8,349, P = 0,080), dan 5, masing-masing. Hasil ini menunjukkan bahwa antibodi terhadap JS/27271/23 belum mencapai tingkat antibodi untuk perlindungan yang efektif dalam serum populasi yang terpapar profesional pada tahun 2024. Tren spesifik prevalensi penyakit di antara kota-kota ditampilkan dalam Tabel 4.

 

Virus	Titer Antibodi ≥ 40 (%)						GMT
	YC	HA	YZ	CZ	SZ	P-value	YC	HA	YZ	CZ	SZ	P-value
HN/42443/15	0.98	7.78	10.42	8.75	11.25	0.020	5.17	6.65	6.67	6.21	7.13	0.069
JS/1/11	0.98	4.44	0.00	0.00	5.00	0.072	5.17	5.74	5.00	5.00	5.69	0.080
JS/27271/23	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	-	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	-

Tabel 4. Tingkat antibodi terhadap EAH1N1 SIVs pada populasi yang terpapar secara profesional.

Singkatan: EAH1N1 SIV, virus influenza babi H1N1 seperti burung Eurasia; GMT, titer rata-rata geometrik; YC, Yancheng; HA, Huai'an; YZ, Yangzhou; CZ, Changzhou; SZ, Suzhou.

 

3.5. Efek penghambatan dari penghambat polimerase

Penghambat polimerase virus influenza adalah jenis obat yang paling menjanjikan untuk mengobati penyakit ini. Favipiravir dan baloxavir disetujui untuk pengobatan influenza di Jepang dan Amerika Serikat. Favipiravir secara efektif dan selektif menghambat RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) dari virus RNA, sementara baloxavir secara khusus menargetkan cap-dependent endonuclease PA dari virus influenza [28]. Uji pengurangan plak menunjukkan bahwa konsentrasi penghambatan 50 % (IC₅₀) favipiravir dalam menghambat RdRp dari JS/27271/23 adalah 3,403 nmol/L (nM), sementara IC₅₀ baloxavir dalam menghambat cap-dependent endonuclease PA adalah 0,876 nM. Sementara itu, IC₅₀ favipiravir terhadap strain representatif pandemi influenza 2009, A/California/07/2009 (H1N1 pdm), adalah 4,584 nM, dan IC₅₀ baloxavir terhadap H1N1 pdm adalah 1,429 nM (Gambar 3). Ini menunjukkan bahwa JS/27271/23 sensitif terhadap penghambat polimerase.

 

Gambar 3. Efek penghambatan dari penghambat polimerase.

A) A/Jiangsu/27271/2023(EAH1N1v).

B) A/California/7/2009(H1N1pdm). Kurva fitting untuk menghitung IC50, dengan absis mewakili konsentrasi favipiravir dan baloxavir dan ordinat mewakili laju inhibisi plak (%). Laju inhibisi plak (%) = (rata-rata jumlah plak pada kelompok kontrol virus - rata-rata jumlah plak pada kelompok yang diberi obat) / rata-rata jumlah plak pada kelompok kontrol virus. Catatan: merah, baloxavir; biru, favipiravir; nM, nmol / L.

 

4. DISKUSI

 

Meskipun infeksi manusia dengan EAH1N1 SIV saat ini umumnya menyebabkan penyakit ringan, jumlah infeksi EAH1N1 SIV telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir, terutama di kalangan anak-anak usia 1 hingga 9 tahun [29]. Oleh karena itu, sangat penting untuk memberi perhatian lebih pada EAH1N1 SIV dalam pemantauan rutin influenza. EAH1N1 SIV mampu menginfeksi populasi babi, unggas, dan manusia serta berpotensi bermutasi menjadi strain influenza pandemi. Cross-reaktivitas antibodi terhadap EAH1N1 SIV pada populasi ternak babi di China tercatat sebesar 15% pada tahun 2000, dengan sedikit peningkatan menjadi 26% pada tahun 2004. Ini diamati sebagai penggantian virus influenza babi klasik dan virus influenza babi triple-array yang saat itu sedang prevalen [30]. Pada tahun 2011, kasus pertama infeksi virus influenza babi pada manusia di daratan China terdeteksi di Provinsi Jiangsu [31]. Program pengujian influenza babi yang dimulai pada tahun 2011 mengungkapkan bahwa EAH1N1 SIV merupakan subtipe utama dari virus influenza yang beredar di kalangan babi di China, yang mencakup 92,2% dari 179 virus influenza babi yang diidentifikasi. Permukaan sel epitel trakea babi didominasi oleh SA-α-2,6-Gal dengan ekspresi yang lebih rendah dari SA-α-2,3-Gal. Strain Jiangsu (JS/1/11 dan JS/27271/23) dan strain vaksin (HN/42443/15) dalam penelitian ini keduanya menunjukkan mutasi 190D dan 225E pada protein HA, yang menunjukkan bahwa strain Jiangsu dan strain vaksin terutama mengikat SA-α-2,6-Gal manusia. Selain itu, EAH1N1 SIV menunjukkan kecenderungan tinggi untuk menginfeksi manusia, yang menjadi perhatian besar bagi kesehatan masyarakat.

 

Laporan infeksi JS/27271/23 adalah laporan pertama mengenai infeksi manusia dengan EAH1N1 SIV dari genotipe G4 yang diisolasi di Provinsi Jiangsu, yang memiliki perbedaan situs antigenik asam amino pada situs HA dan NA dibandingkan dengan kandidat vaksin yang direkomendasikan WHO untuk EAH1N1 SIV (HN/42443/15). Hal ini juga dikonfirmasi dalam analisis antiginitas. Oleh karena itu, penilaian variasi antigenik dari strain EAH1N1 SIVs yang diisolasi harus diperkuat di masa depan. H. Sun et al. [5] dan E. Vandoorn et al. [32] mengungkapkan kekurangan antibodi yang sesuai dalam populasi dan populasi ternak babi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa HN/42443/15 memiliki GMT yang lebih rendah dalam serum populasi yang terpapar secara profesional. Sebaliknya, JS/1/11 memiliki GMT yang sedikit lebih rendah dalam serum populasi yang sama dibandingkan dengan HN/42443/15. JS/27271/23, yang diidentifikasi dalam penelitian ini, belum menyebabkan infeksi pada populasi yang terpapar secara profesional pada tahun 2024. Seroprevalensi EAH1N1 SIV dalam populasi sangat rendah, menunjukkan sedikitnya kekebalan yang sudah ada. Z. Li et al. [29] menunjukkan bahwa antibodi yang diproduksi setelah vaksinasi influenza musiman tidak memberikan perlindungan yang memadai terhadap virus EAH1N1 genotipe G4, dan hasilnya menunjukkan perlunya mengembangkan strain vaksin baru. Sebuah studi menunjukkan bahwa dua pertiga virus EAH1N1 bereaksi buruk dengan antibodi serum ferret yang diinduksi oleh vaksin influenza manusia H1N1 yang saat ini digunakan, yang juga menunjukkan bahwa kekebalan yang ada mungkin tidak mencegah penularan virus EA H1N1 pada manusia [3].

 

Obat antivirus merupakan strategi penting untuk melawan infeksi virus influenza, terutama ketika vaksinasi tidak efektif atau tidak tersedia. Obat anti-influenza yang berfungsi sebagai penghambat saluran ion M2 (amantadin dan rimantadin) tidak lagi digunakan secara klinis karena munculnya virus influenza A yang resisten terhadap obat dan ketidakefektifan terapeutiknya terhadap virus influenza B. Sebaliknya, inhibitor NA (oseltamivir, zanamivir, peramivir, dan laninamivir) tetap digunakan dalam praktik klinis. Namun, efikasi mereka terhadap virus influenza telah berkurang karena mutasi pada protein NA dari virus [33]. Situs resistensi yang terkait dengan polimerase tetap tidak berubah pada JS/27271/23, JS/1/11, dan HN/42443/15. Hasil karakterisasi biologis resistensi menunjukkan bahwa EAH1N1 SIV tetap sensitif terhadap penghambat polimerase, yang menunjukkan bahwa pemanfaatan penghambat polimerase dalam pengobatan klinis, khususnya pada tahap awal penyakit, dapat terbukti bermanfaat dalam pengelolaan EAH1N1 SIV.

 

Kami harus terus meningkatkan kemampuan kami untuk meramalkan dan memberi peringatan kepada masyarakat tentang wabah influenza serta segera dan efisien menilai potensi risiko dari virus influenza yang baru muncul, seperti EAH1N1 SIV. Selain itu, kita harus meningkatkan kualitas dan aksesibilitas data yang terkait dengan rekomendasi strain vaksin untuk EAH1N1 SIV dalam hal model hewan, kemampuan penularan virus, virulensi virus, dan pemantauan kadar antibodi untuk merekomendasikan strain yang lebih cocok serta mengurangi potensi risiko yang dapat ditimbulkan oleh EAH1N1 SIV terhadap manusia.

 

REFERENSI

1. Crisci E., Mussà T., Fraile L., Montoya M., Review: influenza virus in pigs, Mol. Immunol. 55 (2013) 200-211.

 

2. Torremorell M., Allerson M., Corzo C., Diaz A., Gramer M., Transmission of influenza A virus in pigs, Transbound. Emerg. Dis. 59 (2012) 68-84.

 

3.Meng F., Chen Y., Song Z., Zhong Q., Zhang Y., Qiao C., Yan C., Kong H., Liu L., Li C., Yang H., Chen H., Continued evolution of the Eurasian avian-like H1N1 swine influenza viruses in China, Sci. China Life Sci. 66 (2023) 269-282.

 

4.Meng F., Yang H., Qu Z., Chen Y., Zhang Y., Zhang Y., Liu L., Zeng X., Li C., Kawaoka Y., Chen H., A Eurasian avian-like H1N1 swine influenza reassortant virus became pathogenic and highly transmissible due to mutations in its PA gene, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 119 (2022) e2203919119.

 

5.Sun H., Xiao Y., Liu J., Wang D., Li F., Wang C., Li C., Zhu J., Gao G.F., Liu J., et al., Prevalent Eurasian avian-like H1N1 swine influenza virus with 2009 pandemic viral genes facilitating human infection, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 117 (2020) 17204-17210.

 

6.Tumpey T.M., Maines T.R., Van Hoeven N., Glaser L., Solórzano A., Pappas C., Cox N.J., Swayne D.E., Palese P., Katz J.M., García-Sastre A., A two-amino acid change in the hemagglutinin of the 1918 influenza virus abolishes transmission, Science 315 (2007) 655-659.

 

7.Sun H., Liu J., Xiao Y., Duan Y., Yang J., Chen Y., Yu Y., Li H., Zhao Y., Pu J., Sun Y., Liu J., Sun H., Pathogenicity of novel reassortant Eurasian avian-like H1N1 influenza virus in pigs, Virology 561 (2021) 28-35.

 

8.Nguyen H.T., Fry A.M., Gubareva L.V., Neuraminidase inhibitor resistance in influenza viruses and laboratory testing methods, Antivir. Ther. 17 (2012) 159-173.

 

9.Gao R., Cao B., Hu Y., Feng Z., Wang D., Hu W., Chen J., Jie Z., Qiu H., Xu K., Xu X., Human infection with a novel avian-origin influenza A (H7N9) virus, N. Engl. J. Med. 368 (2013) 1888-1897.

 

10.Li J., Ishaq M., Prudence M., Xi X., Hu T., Liu Q., Guo D., Single mutation at the amino acid position 627 of PB2 that leads to increased virulence of an H5N1 avian influenza virus during adaptation in mice can be compensated by multiple mutations at other sites of PB2, Virus Res. 144 (2009) 123-129.

 

11.Cai M., Zhong R., Qin C., Yu Z., Wen X., Xian J., Chen Y., Cai Y., Yi H., Gong L., Zhang G., The R251K substitution in viral protein PB2 increases viral replication and pathogenicity of Eurasian avian-like H1N1 swine influenza viruses, Viruses 12 (2020) 52.

 

12.Zhao Z., Yi C., Zhao L., Wang S., Zhou L., Hu Y., Zou W., Chen H., Jin M., PB2-588I enhances 2009 H1N1 pandemic influenza virus virulence by increasing viral replication and exacerbating PB2 inhibition of beta interferon expression, J. Virol. 88 (2014) 2260-2267.

 

13.Feng Z., Zhu W., Zhou L., Li X., Liu J., Gao R., Liu J., Wang D., Shu Y., The substitution of T271A in PB2 protein could enhance the infectivity and pathogenicity of Eurasian avian-like H1N1 swine influenza viruses in mice, Chin. J. Virol. 36 (2020) 600-609.

 

14.Xu C., Xu B., Wu Y., Yang S., Jia Y., Liang W., Yang D., He L., Zhu W., Chen Y., Yang H., Yu B., Wang D., Qiao C., A single amino acid at Position 431 of the PB2 protein determines the virulence of H1N1 swine influenza viruses in mice, J. Virol. 94 (2020) e00653-e00720.

 

15.Liu S., Zhu W., Feng Z., Gao R., Guo J., Li X., Liu J., Wang D., Shu Y., Substitution of D701N in the PB2 protein could enhance the viral replication and pathogenicity of Eurasian avian-like H1N1 swine influenza viruses, Emerg. Microbes Infect. 7 (2018) 1-10.

 

16.Steel J., Lowen A.C., Mubareka S., Palese P., Transmission of influenza virus in a mammalian host is increased by PB2 amino acids 627K or 627E/701N, PLOS Pathog. 5 (2009) e1000252.

 

17.Czudai-Matwich V., Otte A., Matrosovich M., Gabriel G., Klenk H.D., PB2 mutations D701N and S714R promote adaptation of an influenza H5N1 virus to a mammalian host, J. Virol. 88 (2014) 8735-8742.

 

18.To K.K.W., Song W., Lau S.Y., Que T.L., Lung D.C., Hung I.F.N., Chen H., Yuen K.Y., Unique reassortant of influenza A(H7N9) virus associated with severe disease emerging in Hong Kong, J. Infect. 69 (2014) 60-68.

 

19.Xu G., Zhang X., Gao W., Wang C., Wang J., Sun H., Sun Y., Guo L., Zhang R., Chang K.C., Liu J., Pu J., Prevailing PA mutation K356R in avian influenza H9N2 virus increases mammalian replication and pathogenicity, J. Virol. 90 (2016) 8105-8114.

 

20.Guo Y., Ding P., Li Y., Zhang Y., Zheng Y., Yu M., Suzuki Y., Zhang H., Ping J., Genetic and biological properties of H10N3 avian influenza viruses: A potential pandemic candidate?, Transbound Emerg. Dis. 69 (2022) e3171-e3182.

 

21.Dornfeld D., Petric P.P., Hassan E., Zell R., Schwemmle M., Eurasian avian-like swine influenza A viruses escape human MxA restriction through distinct mutations in their nucleoprotein, J. Virol. 93 (2019) e00997-e01018.

 

22.Zhu W., Feng Z., Chen Y., Yang L., Liu J., Li X., Liu S., Zhou L., Wei H., Gao R., Wang D., Shu Y., Mammalian-adaptive mutation NP-Q357K in Eurasian H1N1 swine influenza viruses determines the virulence phenotype in mice, Emerg. Microbes Infect. 8 (2019) 989-999.

 

23.Campbell P.J., Kyriakis C.S., Marshall N., Suppiah S., Seladi-Schulman J., Danzy S., Lowen A.C., Steel J., Residue 41 of the Eurasian avian-like swine influenza a virus matrix protein modulates virion filament length and efficiency of contact transmission, J. Virol. 88 (2014) 7569-7577.

 

24.Li X., Guo L., Liu C., Cheng Y., Kong M., Yang L., Zhuang Z., Liu J., Zou M., Dong X., Su X., Gu Q., Human infection with a novel reassortant Eurasian-avian lineage swine H1N1 virus in northern China, Emerg. Microbes Infect. 8 (2019) 1535-1545.

 

25.Li H., Leng H., Tang S., Su C., Xu Y., Wang Y., Lv J., Zhang S., Feng Y., Song S., Zhang Y., Prevalence, genetics and evolutionary properties of Eurasian avian-like H1N1 swine influenza viruses in Liaoning, Viruses 14 (2022) 643.

 

26.Xie L., Xu G., Xin L., Wang Z., Wu R., Wu M., Cheng Y., Wang H., Yan Y., Ma J., Sun J., Eurasian avian-like M1 plays more important role than M2 in pathogenicity of 2009 pandemic H1N1 influenza virus in mice, Viruses 13 (2021) 2335.

 

27.Peng Y., Wang D., Wang J., Li K., Tan Z., Shu Y., Jiang T., A universal computational model for predicting antigenic variants of influenza A virus based on conserved antigenic structures, Sci. Rep. 7 (2017) 42051.

 

28.Fang Q., Wang D., Advanced researches on the inhibition of influenza virus by favipiravir and Baloxavir, Biosaf. Health 2 (2020) 64-70.

 

29.Li Z., Zhao N., Huang W., Yang L., Cheng Y.H., Tan M.J., Li X., Liu J., Chen Z.X., Wei H. J., Fu X.Q., Etiological characteristics of the first human infection with the G4 genotype Eurasian avian-like H1N1 swine influenza virus in Yunnan Province, China, Chin. J. Virol. 38 (2022) 290-297.

 

30.Vijaykrishna D.V., Smith G.J.D., Pybus O.G., Zhu H., Bhatt S., Poon L.L.M., Riley S., Bahl J., Ma S.K., Cheung C.L., Perera R.A.P.M., Long-term evolution and transmission dynamics of swine influenza A virus, Nature 473 (2011) 519-522.

 

31.Qi X., Cui L., Jiao Y., Pan Y., Li X., Zu R., Huo X., Wu B., Tang F., Song Y., Zhou M., Wang H., Cardona C.J., Xing Z., Antigenic and genetic characterization of a European avian-like H1N1 swine influenza virus from a boy in China in 2011, Arch. Virol. 158 (2013) 39-53.

 

32.Vandoorn E., Leroux-Roels I., Leroux-Roels G., Parys A., Vincent A., Van Reeth K., Detection of H1 swine influenza A virus antibodies in human serum samples by age group1, Emerg. Infect. Dis. 26 (2020) 2118-2128.

 

33.Liu J., Xiao H., Wu Y., Liu D., Qi X., Shi Y., Gao G.F., H7N9: A low pathogenic avian influenza A virus infecting humans, Curr. Opin. Virol. 5 (2014) 91-97.

 

 

SUMBER

Fang He, Huiyan Yu, Liqi Yu, Xiyan Li, Yadong Xing, Lei Yang, Pengfei Yang, Ligua Zhu, and Zi li. 2024. Antigenicity and genetic properties of an Eurasian avian-like H1N1 swine influenza virus in Jiangsu Province, China. Biosafety and Health 6 (2024): 319-326.