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众所周知,流感是一种威胁人类健康的重要传染病。不论是季节性流感流行还是流感大流行,都给人类带来严重的危害。据WHO统计,全球每年的流感流行导致300-500万重症病例,大约25万至50万的死亡病例。流感病毒的致病性主要由流感病毒和宿主因素相互作用决定,所以流感病毒感染人体后会引起不同的临床严重程度。目前,已经明确一些病毒氨基酸变异对病毒致病性有影响,主要包括影响表面糖蛋白HA的受体结合特异性和病毒聚合酶活性的氨基酸变异等。近年来,单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)已被用于传染病的遗传易感性研究。通过高通量的筛选平台,已系统筛选出大量与流感病毒感染相关的基因,再结合体外实验或者生物信息学分析,已经发现一些影响流感病毒致病性的宿主基因变异。但是具体机制十分复杂,仍然有很多未解之谜。对季节性流感病毒进行持续监测是世界卫生组织每年推荐流感疫苗株的基础,因此发现新的影响流感病毒致病性的氨基酸变异,对于流感防控也至关重要。此外,尽管有很多课题组报道了 A(H1N1)pdm09流感病毒感染后,临床轻症和重症之间的细胞因子水平差异,但是对A(H3N2)流感和B型流感病毒感染后引起的细胞因子水平差异研究得比较少。虽然已有研究报道了一些与A(H1N1)pdm09流感感染易感性或感染重症相关的SNP,但是这些SNP是否与A(H3N2)流感或者B型流感重症相关鲜有报道。因此,本研究通过收集A(H1N1)pdm09、A(H3N2)和B型流感重症和轻症病例咽拭子和血液标本,从病毒和宿主两个角度出发,研究影响流感临床严重程度的可能的病毒和宿主因素。本研究首先对流感病例的人口学和重症风险程度进行分析,结果发现不同亚型流感病毒感染后人,在不同年龄组之间发展为流感重症的风险程度不同。感染A(H1N1)pdm09流感病毒后,60及60岁以上年龄组发展为重症的可能性最高,是18～59岁组的6.6倍(95%CI:1.893-23.012);感染A(H3N2)流感病毒或B型流感病毒后,0～4岁年龄组发展为重症的风险最高,分别是18～59岁组的42.824倍(95%CI:5.217-351.499)和159.923倍(95%CI:21.059-1214)。而不同亚型流感病毒感染后,男性与女性发展为重症的风险程度无显著差异。通过对A(H1N1)pdm09流感轻症和重症病例咽拭子进行二代测序,并对两组之间的碱基比例进行差异分析。结果发现共有141个核苷酸位置的ATCG比例在流感轻症和重症病例之间有显著差异(P<0.05),其中有18个位置碱基可导致氨基酸差异,分别分布于PA、HA、NA、M和PB2基因。同时对PA片段的序列分析发现,PAV379I突变在轻症病例中占40.82%,在重症病例中占20%，差异显著(P<0.05)。随后,通过小鼠的致病性实验研究,发现PA V379I突变可以减弱A(H1N1)pdm09病毒的毒力。从而验证了轻症与重症病例之间的PA379位点的氨基酸差异,可以影响病毒的致病性。通过对流感病例血浆中38种细胞因子/趋化因子水平的差异分析,结果发现不同亚型流感病毒感染导致的重症与轻症病例之间,存在显著差异的细胞因子/趋化因子种类并不完全相同。其中18岁以下A(H1N1)pdm09流感重症可能与天然免疫反应降低引起抗病毒能力下降相关,重症病例中有5种细胞因子显著低于轻症病例(P<0.05);而18岁及以上的A(H1N1)pdm09流感重症可能与炎症细胞因子异常升高引起的免疫病理相关,有6种细胞因子在重症病例中显著高于轻症病例(P<0.05);A(H3N2)流感重症可能与天然免疫能力降低相关,有4种细胞因子在重症病例中显著降低(P<0.05);而18岁以下B型流感病例中检测到20种细胞因子在两组间存在显著差异(P<0.05),其中有4种细胞因子在重症病例中显著升高,而其余16种细胞因子在重症病例中均显著降低,提示B型流感重症可能与天然免疫反应降低和免疫病理都相关。通过对A(H1N1)pdm09、A(H3N2)和B型流感重症和轻症病例之间的136个SNP位点的基因频率差异分析,发现IL-6基因rs2069840-G等位基因可能与A(H1N1)pdm09流感重症相关,并且GC基因型有较高的重症感染风险;IL1B基因的rs3136558-G等位基因可能与A(H1N1)pdm09流感重症相关,并且GA和GG基因型有较高的重症感染风险;IL1A基因的rs2856838-A等位基因可能与A(H3N2)流感重症相关,并且AA基因型有较高的重症感染风险;LGALS1基因的rs9622682-AA和rs2899292-GG基因型有较高的A(H3N2)流感重症感染风险;本研究发现IFITM3的rs12252-C等位基因与B型流感重症相关,并且CC和CT基因型都有较高的重症感染风险。综上所述,本研究发现不同亚型流感病毒感染人后,在不同年龄组之间发展为流感重症的风险程度不同,60及60岁以上老人感染A(H1N1)pdm09流感病毒后发展为重症的风险程度最高,0～4岁年龄组感染A(H3N2)流感或者B型流感后发展为重症的风险程度最高;首次发现PA蛋白的V379I突变可以减弱A(H1N1)pdm09流感病毒在小鼠中的致病性;发现不同亚型流感病毒感染导致的重症与轻症病例之间,存在显著差异的细胞因子/趋化因子种类并不完全相同;发现IL-6基因rs2069840-G等位基因和IL1B基因的rs3136558-G等位基因可能与A(H1N1)pdm09流感重症相关;IL1A基因的rs2856838-A等位基因、LGALS1基因的rs9622682-A和rs2899292-G等位基因可能与A(H3N2)流感重症相关;IFITM3的rs12252-C等位基因与B型流感重症相关,并且CC和CT基因型都有较高的重症感染风险。