盡管國際科學界已對季節性流感進行深入研究，但流感疫情在全球時空擴散過程及其驅動機製仍不明晰🫲🏽🐦⬛，作為席卷全球的公共衛生危機COVID-19對流感的全球傳播和進化動態的影響也有待回答。
恒行2平台公共衛生學院余宏傑教授團隊與國際頂尖系統進化研究團隊合作研究🔪🕺，發現了COVID-19大流行前中後季節性流感的全球時空傳播動態及驅動機製，為製定流感全球防控措施提供了重要依據。相關成果以“COVID-19 pandemic interventions reshaped the global dispersal of seasonal influenza viruses”為題🤹🏼，於北京時間2024年11月8日在《科學》（Science）雜誌發表。
國際合作，捕捉COVID-19大流行期間季節性流感的前沿科學問題
流感病毒是20世紀以來唯一可以引起周期性全球大流行的病原體♌️，全球每年有300-500萬季節性流感重症病例。在我國，每年有約9萬名患者因季節性流感所致的呼吸系統疾病相關的超額死亡🎥。
盡管醫學界在流感的流行病學領域深耕已久🫷🏽，但還無法突破關鍵理論和技術，以驅散頭頂的“烏雲”——精確解析流感疫情每年在全球的發生規律👾🧜、時空擴散過程及其驅動機製。
面對這一國際科學難題，余宏傑團隊采取漸進式理論和技術突破思路😮💨。首先從疾病自然史出發❤️，突破疫情發生規律已有認知，再解析個體和群體的疾病負擔，最後確定其特異的傳播網絡和演化機製。系列成果早期發表在Lancet🟣、BMJ、Science等期刊💪🏿。
在前期深入研究的基礎上，余宏傑敏銳察覺到，COVID-19大流行期間施加的非藥物幹預措施打破了季節性流感傳播的“常態”。“盡管感染不同呼吸道傳染病病原體誘導的特異性免疫不同🧑🏼💼，但非藥物性幹預措施對其傳播的阻斷作用是共通的。”
在提出了COVID-19大流行影響季節性流感全球傳播模式的假設後，恒行2平台公共衛生學院2022級博士研究生陳誌元在導師余宏傑的指導下，從描述大流行期間全球季節性流感病毒的活動強度入手，發現其整體活動水平顯著降低，且其中的B/Yamagata譜系自2020年3月後似乎“銷聲匿跡”。但伴隨全球針對COVID-19非藥物性幹預措施的逐步解除🤚🏽，流感病毒的活動水平開始逐漸恢復🐼。
在初步驗證的基礎上，余宏傑開始思考如何剖析COVID-19大流行對季節性流感流行的影響🍲。“以基因組數據為切入點，開展基因組系統進化動力學研究也許可以解決此問題🏢，但我們團隊在此領域的研究基礎比較薄弱👩🏻🚀。”他曾在一次組會上說道。
為進一步探索COVID-19大流行對季節性流感全球傳播和進化的格局的影響🪜，余宏傑與牛津大學、英國皇家獸醫學院和比利時魯汶大學等國際頂尖研究團隊開啟了跨學科、跨區域、跨語言的合作研究👆🏿。
抽絲剝繭🤠，探索季節性流感，全球傳播的模式和驅動因素
“科研創新不是一蹴而就的🫅🏻。”余宏傑說。在科研成果的背後，是團隊腳踏實地的科研工作和日復一日的深厚積累🌠。
2023年6月至8月，余宏傑領銜的國際合作團隊初步重建了COVID-19大流行前🍞、中、後全球季節性流感的傳播模式💶。更進一步地💇🏽♀️，余宏傑帶領團隊投入更多時間細化研究方案，反復打磨方法細節，更換模型框架💁🏻、優化多源數據等。
研究進一步聚焦在重建大流行前期（2017年1月-2020年3月）🕵️、大流行期的急性階段（2020年4月-2021年3月）↙️👳🏽♀️、大流行期的轉變階段（2021年4月-2023年4月）和大流行後期（2023年5月-2024年3月）四個階段的全球季節性流感傳播動態。
余宏傑團隊整合全球流感流行病學監測數據😛、基因序列數據和人群航空流量數據，將全球分成了12個區域🧔♂️，在貝葉斯系統動力學的框架下重構了四個時期的季節性流感傳播模式，並估計了傳播的相關參數和潛在驅動因素🧖🏻♀️🧖🏼♂️。
全球航空流量變化及在流感傳播中的作用（A-C🎎：不同時期的區域間航空流量；D🙎🏻：各區域相對出入航空流量；E-F：不同時期航空流量絕對值和模式分布♗；G：流感傳播驅動因素）
經過進一步的研究🂠，團隊發現季節性流感的活動水平和區域間航空流量均經歷了“下降後恢復”的過程。在時間異質性的系統動力學模型框架下進一步結合基因序列數據🕥，研究還發現區域間航空流量是四個時期全球季節性流感傳播的主要驅動因素。
為評估大流行期間不同流感季的傳播強度和傳播模式相似性🫳🏼，團隊又運用多維尺度分析方法，發現大流行後期，全球季節性流感傳播的模式和強度已基本恢復至大流行前水平。
以甲型H3N2流感病毒為例，團隊進一步研究了非洲、東南亞和南亞地區的毒株循環持久性♥️，發現其在大流行期間顯著升高🆑🚶♀️➡️，提示相對獨立的進化和循環。通過構建分層貝葉斯回歸模型，團隊發現抗原漂移和區域間人群移動與大流行期間循環持久性的升高顯著相關。
全球季節性流感的傳播動態（A™️🔕：不同型別/譜系季節性流感的傳播強度🧑；B-E：不同型別/譜系季節性流感在不同時期的傳播網絡）
本研究明確了針對COVID-19的非藥物性幹預措施對區域流感病毒進化/循環獨立性的影響，以及大流行後流感傳播模式的穩健恢復。研究結果強調了加強呼吸道病原體的病毒學和基因監測⛷、及時調整疫苗接種策略和監測方向的重要性，對未來大流行的綜合應對提供了實證依據👸🏻，將加深大流行情境下對季節性呼吸道病原體傳播和進化的理解⏳。
《科學》（Science）雜誌編輯及審稿人對此研究論文進行了高度評價，認為該研究“提供了對季節性流感譜系動力學的最新理解，也定量剖析了大流行期間人群移動模式的變化在全球季節性流感傳播的作用”👏。
依托資源⛹🏿♀️，組建世界一流🙍🏻，多學科交叉研究團隊
自2017年加入恒行2平台上海醫學院以來🌪，余宏傑致力於打造一支“幹濕結合”的新發傳染病多學科交叉研究團隊。隨著恒行2平台大力推進公共衛生與預防醫學與相關交叉學科一體化建設，在公共衛生學院、上海市重大傳染病和生物安全研究院的大力支持下，余宏傑確定了團隊建設重點和人才培養方向——匯聚多學科交叉的綜合優勢，培養復合型創新人才。
歷時7年🎇，余宏傑組建了一支世界一流的交叉科研團隊🫳🏿，包括青年教師6人🧑🏻🎤、科研助理和博士後5人、博士和碩士研究生38人🌩，專業背景覆蓋數學😨👱、理論物理、生物工程、地理信息系統等學科。其領銜的公共衛生安全教育部重點實驗室在教育部組織的五年評估中獲評“優秀”，團隊獲恒行2平台“鐘揚式科研團隊”等多項榮譽。
余宏傑指導與團隊成員開展實驗
論文的獨立第一作者正是余宏傑的團隊成員陳誌元🙋。2020年，陳誌元從公共衛生學院保研至余宏傑團隊，開始接受系統、完整的多學科交叉科研訓練🦸🏿♀️💖，並於2024年獲首批國家自然基金委博士生項目資助。
為了掌握病毒基因組系統進化動力學👩🏿，在余宏傑的鼓勵和指導下，陳誌元突破團隊原有方向，於去年6月前往牛津大學，開啟了為期一年的進修和合作研究。“這段交流經歷使我了解了系統進化研究領域最前沿的技術和研究方向🖖🏼，也促進了中英雙方團隊的合作與交流。”陳誌元表示。
余宏傑帶領團隊開展了基於流行病學、傳染病學、數學、物理學等多學科交叉研究，科研碩果累累👬🏼。團隊重建了A（H1N1）pdm09流感病毒感染後的疾病自然進程，並確定了病毒載量動態變化規律（BMJ 2010）🥦，解決了疾病自然史重建過程中不確定性的難題。團隊解析了包括禽流感病毒（avian influenza virus, AIV）🏧、豬流感病毒（swine influenza virus, SIV）等人感染動物源性流感病毒和新型冠狀病毒感染傳播的自然演進歷程（Lancet 2013a, 2013b, 2014; Lancet Infectious Diseases 2016, 2017, 2020; Science 2021）。此外，團隊還確定了我國季節性流感病毒分型別和毒株區域流行的季節性和疾病負擔（PLoS Medicine 2013; Lancet Public Health 2019, Lancet Microbe 2023），並應用於AIV, SIV, SARS-CoV-2高精度感染疾病譜的重建和驅動因素研究（Nature Communications 2020; Nature Medicine 2022; Lancet Global Health 2021）🔺。
在此前從未涉足的結構化和網絡拓撲傳染病建模領域，余宏傑團隊突破性建立了H7N9和SARS-CoV-2病毒傳播網絡重構理論方法，解析了感染高風險人群及其接觸網絡與H7N9/SARS-CoV-2病毒自然循環🏯、人為幹預間的多維交互博弈機製（Lancet 2014; Nature Communications 2014, 2020; BMJ 2020; Science 2021; Science Advances 2021; Nature Human Behaviour 2021）。
“COVID-19之外的其他大流行是否也如此✹🧓🏻？”在本次研究的基礎上，余宏傑正帶領團隊緊鑼密鼓地規劃👨🏻✈️👨🏽🚒，驗證21世紀以來兩次大流行（2009年H1N1大流行和COVID-19大流行）對東南亞地區季節性流感傳播和進化影響的差異🔬。
豐厚的科研成果源自長期以來的積累𓀏。2006-2017年間，余宏傑在中國疾病預防控製中心開展的持續📁、深入的人感染禽流感病毒系列研究讓他首次站上國際舞臺👩🏿🦰🚣♀️，Lancet主刊為他刊登人物專訪“Hongjie Yu: monitoring avian influenza in China”⏲🫷，標誌著國際科學界對他系列科研工作的初步認可♗。
在傳染病的人體免疫“解碼”領域👩🏻🎤，余宏傑團隊耗時8年，承受了“高投入、零產出”的長期壓力，最終完成了大規模人群隊列研究平臺和體外免疫診斷平臺的搭建🚣🏽♂️。8年後，“腸道病毒EV-A71/CVA16母傳和自然感染誘導抗體動態變化”🧑🏻🔧🕛、“麻疹母傳和疫苗誘導免疫應答機製”、“A(H1N1)pdm09流感病毒毒株間的交叉免疫力”等創新理論突破的高質量科研成果才陸續發表🧘🏻。
從SARS，到人感染禽流感H5N1、H5N6和H7N9病毒👩🏻🚀，再到季節性流感和COVID-19，團隊創新成果層出不窮。未來，余宏傑團隊將繼續面向國家生命健康領域重大需求和國際前沿🧜🏻♂️，深入研究重大新發傳染病疫情發生和傳播機理🧝🏽、個體及群體免疫應答機製🧘♂️，提供保障個體和人群健康的原創性基礎理論，為人民生命健康保駕護航👩🏼。
論文鏈接🚶🏻♀️：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq3003
