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2017年初分离到的H7N9病毒HA裂解位点处插入了四个氨基酸,变为高致病性H7N9禽流感病毒（Highly pathogenic avian influenza virus,HPAIV）,对鸡呈现高致病性。养殖场大量鸡感染H7N9 HPAIV发病死亡,同时人感染病例报道增加,对养禽业和公共卫生安全造成巨大威胁。为了解H7N9 HPAIV的生物学特性,我们系统研究了H7N9 HPAIV的遗传演化、受体结合特性、在雪貂上的传播能力、对哺乳动物和水禽的致病性以及对哺乳动物呈现致病力差异的分子机制,以期为H7N9 HPAIV的防控和基础研究提供参考。本研究选取81株HPAIV病毒基因组,系统分析了这些病毒的遗传演化特征。遗传演化结果表明H7N9 HPAIV自从广东省首次爆发后,进化迅速,目前已经形成8个基因型,G2型是主要流行基因型,分布于全国13个省份。受体结合实验表明H7N9 HPAIV具备同时结合SAα-2,3 Gal受体和SAα-2,6 Gal受体的能力。为探究病毒在人际间呼吸道飞沫传播潜力,本研究利用雪貂动物模型系统评估了病毒的呼吸道飞沫传播能力。选取CK/SD008病毒感染雪貂,尽管病毒可以在雪貂鼻甲、扁桃体、气管、肺和脑内高效复制,但是病毒仅具备有限的呼吸道飞沫传播能力。CK/SD008病毒在雪貂体内复制时,可迅速获得PB2 E627K或D701N突变。纯化出CK/SD008-PB2/627K和CK/SD008-PB2/701N突变病毒,分别感染雪貂,结果表明两株突变病毒对雪貂致病力均增加,感染雪貂出现死亡,且两株突变毒均可以在雪貂间高效呼吸道飞沫传播。H7N9 HPAIV均可以高效地在BALB/c小鼠鼻甲和肺复制,但是H7N9 HPAIV对小鼠的致病性呈现差异性,小鼠半数致死量(MLD50)从3.2 log100 EID50-4.8 log100 EID50不等。这些结果表明,H7N9 HPAIV在进化过程中获得了对BALB/c小鼠的高致病性。SPF鸭致病性实验表明,部分H7N9 HPAIV可以在鸭上较好增殖,内部基因来源于未知鸭源病毒的H7N9 HPAIV对鸭的致病力较高,且致死SPF鸭。为了探索H7N9 HPAIV在BALB/c小鼠上的致病性差异的分子机制,本研究选取同属于G2基因型的两株病毒:CK/SD098和CK/S1220,利用反向遗传操作技术构建单基因替换病毒和点突变病毒,并评估病毒对小鼠的致病性。结果表明CK/SD098的NP基因是导致病毒对BALB/c小鼠致弱的关键基因。进一步研究发现NP蛋白的286和437位点氨基酸协同作用两株病毒致病力呈现差异性。探究NP蛋白286和437位氨基酸影响病毒增殖的机制,发现这两个位点均通过影响NP蛋白的入核与出核,进而影响了病毒的cRNA、mRNA和vRNA的生成,最终影响了病毒的复制,并导致病毒在小鼠上的致病力呈现差异性。综上所述,通过系统研究H7N9 HPAIV的生物学特性得知,H7N9 HPAIV迅速进化,对哺乳动物和水禽的致病力增强,适应哺乳动物的PB2 627K或701N突变毒株可以在雪貂间高效呼吸道飞沫传播,同时NP是导致H7N9 HPAIV在哺乳动物间致病力差异大的关键基因。这些研究结果可以为H7N9 HPAIV的监测、防控和基础研究提供参考。