【年度盘点】复旦大学余宏杰课题组2024年度研究成果回顾

病毒学界

2025-01-06 23:00发布于北京

余宏杰，复旦大学公共卫生学院教授，博士生导师，公共卫生安全教育部重点实验室（复旦大学）主任，上海市重大传染病和生物安全研究院副院长。目前兼任WHO免疫策略专家咨询委员会（SAGE）专家组轮值成员。获国家自然基金委“杰出青年基金”资助、教育部“长江学者特聘教授”、中组部“万人计划科技创新领军人才”、国务院“政府专家特殊津贴”、国家卫计委“突出贡献中青年专家”、“吴阶平-保罗杨森医学药学奖”、“树兰医学青年奖”、人社部“国家百千万人才工程”、科技部“中青年科技创新领军人才”和上海市科委“上海市优秀学术带头人计划”。入选科睿唯安2020、2022、2023和2024年度全球高被引科学家、爱思唯尔2021、2022和2023年“中国高被引学者”、全球前2%顶尖科学家榜单中的终身科学影响力排行榜（1960-2021）及2021、2022和2023年度科学影响力排行榜（Stanford University）。Google Scholar 总引用46,995次，h-index 85。
其研究领域主要是针对严重威胁全球公共卫生安全和我国人民健康的新发、重大传染病，包括新型冠状病毒肺炎、新型人感染动物源性流感、季节性流感、呼吸道合胞病毒感染、麻疹、手足口病、登革热等，以往主要运用经典流行病学、传染病学、病原微生物学、免疫学、宿主和病原遗传学、卫生经济学、现代统计学、地理信息学和生态学等多学科交叉技术，研究其传播动力学、流行病学参数、疾病负担、干预措施和临床管理的评价，以及疫苗的效力、效果、安全性和卫生经济学评价等。近年在传染病研究领域拓宽了以往的边界，重点开展新兴跨学科的交叉研究，包括传染病系统免疫学、病毒基因组系统进化动力学、基于定位大数据的人群接触与移动模式、新发传染病的传播动力学和复杂建模、宿主病毒排出和免疫应答规律，及抗原性和基因变异与进化预测等。2024年主要研究成果如下。
一、病毒基因组的系统进化动力学
1．Science: 揭示季节性流感的全球传播模式

COVID-19大流行期间施加的非药物干预措施打破了季节性流感传播的“常态”，国际科学界尚未揭示其从“扰乱”到“恢复”的全过程。针对上述科学问题，余宏杰课题组整合全球流感流行病学监测数据、基因序列数据和人群航空流量数据，将全球分成了12个区域，在贝叶斯系统动力学的框架下重构了四个时期的季节性流感传播模式，并估计了传播的相关参数和潜在驱动因素。此研究识别了全球季节性流感的流行特征和传播关键区域，明确了针对COVID-19的非药物性干预措施对区域流感病毒进化/循环独立性的影响，大流行后流感传播模式的稳健恢复以及新型流感毒株起源地的不确定性，强调了加强呼吸道病原体的病毒学和基因监测、及时调整疫苗接种策略和监测方向的重要性。研究结果对未来大流行的综合应对提供了实证依据，加深了大流行情境下对季节性呼吸道病原体传播和进化的理解。研究发表在Science（全文链接：https://doi.org/10.1126/science.adq3003），同期配发专家述评，作为亮点成果在国家自然科学基金委的官网发布，同时邀请在Clinical and Translational Medicine杂志上撰写述评。

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文章列表：
  1. Chen Z, Tsui JL, Gutierrez B, Busch-Moreno S, du Plessis L, Deng X, Cai J, Bajaj S, Suchard MA, Pybus OG*, Lemey P*, Kraemer MUG*, Yu H*. COVID-19 pandemic interventions reshaped the global dispersal of seasonal influenza viruses. Science. 2024. 386(6722):eadq3003.
  2. Chen Z, Yu H*. Importance of integrating epidemiological and genomic surveillance of seasonal influenza viruses to monitor global circulation. Clin Transl Med. 2024. 14(12):e70126. (Commentary)

二、传染病系统免疫学
1．Nature Microbiology: 重建个体水平的麻疹抗体动力学

余宏杰课题组基于母婴配对和儿童的纵向随访队列的流行病学调查和麻疹特异性IgG抗体浓度数据，开展了儿童麻疹母传和疫苗诱导免疫应答机制建模研究。首先识别了儿童性别所致母传和疫苗诱导免疫水平的显著差异，随后建立了具备多种参数灵活性的免疫动力学机制模型，最后模拟确定了不同MCV免疫策略下的群体抗体浓度和具有保护性免疫水平的个体占比的动态变化。以上研究结果表明，尽管人群麻疹特异性免疫水平存在较大的个体异质性，但其在个体水平上具有可预测性，即仅通过母亲抗体水平和疫苗接种时间即可精准预测个体儿童时期的麻疹特异性免疫应答的动态变化轨迹。此发现连同儿童常规两剂次疫苗诱导免疫的衰减规律，以及对个体MCV诱导免疫与预存免疫水平关联性的相关认识，可用于麻疹易感人群的高效识别和最优常规/强化免疫时间的选择。研究发表在Nature Microbiology，全文链接：https://doi.org/10.1038/s41564-024-01694-x，并同期配发专家述评和研究简报（Research Briefing）。

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2．Clinical Microbiology and Infection: 定量评估自然人群中各年龄组的RSV抗体水平

余宏杰课题组在湖南省安化县开展了一项基于社区的全年龄组自然人群的RSV血清流行病学横断面研究，共纳入890名当地常住居民，年龄范围从4月龄至89岁及以上。本研究首先定量评估了自然人群中各年龄组的RSV pre-F IgG抗体水平，并证实了年龄是影响自然人群RSV抗体水平的重要因素。研究发现，相较于5岁及以上人群，低龄儿童的抗体水平更低。研究结果支持优先保护婴幼儿免受RSV感染策略的必要性。随着近年来RSV免疫预防系列措施的快速推进，本研究结果可为RSV主动和被动免疫策略的制定提供及时、可靠的科学依据。研究发表在Clinical Microbiology and Infection，全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cmi.2024.06.005。

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文章列表：
  1. Wang W, O'Driscoll M, Wang Q, Zhao S, Salje H*, Yu H*. Dynamics of measles immunity from birth and following vaccination. Nat Microbiol. 2024;9(7):1676-1685.
    Comment: Maternal antibody level, sex and birth route drive individual measles immunity differences. Nat Microbiol. 2024 Jul;9(7):1642-1643.
  2. Wang Q†, Liu N†, Wang Y†, Ruckwardt TJ, Xu M, Wu J, Zhang J, Tong X, Zhou J, Lin J, Liang Y, Yang J, Yi L, Chu HY, Yu H*. Antibody responses to respiratory syncytial virus: A population-based cross-sectional serological study in southern China, 2021. Clin Microbiol Infect. 2024; S1198-743X(24)00282-9.

三、经典流行病学及疫苗研究
1．Lancet Healthy Longevity: 评估当前全球老年人新冠疫苗的接种政策、现状和需求
余宏杰课题组在前期研究的基础上，进一步收集了各国针对老年人的疫苗接种政策和接种率数据，估算了实现两个目标所需疫苗剂次：一是WHO设定的接种目标，即所有老年人均完成基础免疫和一剂加强针，二是在实现WHO目标的基础上，额外为80%的老年人接种第二剂加强针。研究从疫苗研发、分配，以及医疗卫生系统承载能力等多维度探讨了不公平性的来源，强调了建立健全及时的接种数据报告系统的重要性。将这些数据纳入接种政策制定和决策过程，有助于根据疫情变化和病毒变异情况适时调整接种政策，从而最大程度地发挥疫苗的保护效果。研究发表在Lancet Healthy Longevity，全文链接：https://doi.org/10.1016/j.lanhl.2024.100646，并同期配发专家评述。
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2．Journal of Infection: 评估灭活疫苗的保护力相关性指标
余宏杰课题组联合巴西布坦坦研究所、香港大学等单位开展了一项三期随机临床试验，分析了COVID-19灭活疫苗的保护力相关性指标（correlate of protection）和提供50%的症状性疾病和病毒感染保护所需的保护阈值，强调了中和抗体作为保护相关性的价值，可用于指导未来的疫苗研发和评价工作。研究发表在Journal of Infection，全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jinf.2024.106315。
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文章列表：
  1. Zheng W†, Dong J†, Chen Z, Deng X, Wu Q, Rodewald LE, Yu H*. Global landscape of COVID-19 vaccination programs for older adults: a descriptive study. Lancet Healthy Longev. 2024. 5(11):100646.
  2. Chen X†, Meng X†, Wu Q†, Lim W, Xin Q, Cowling BJ, Meng W§, Yu H*§, Covasa DT§. Assessment of Neutralizing Antibody Response as a Correlate of Protection against Symptomatic SARS-CoV-2 Infections after Administration of two doses of the CoronaVac inactivated COVID-19 Vaccine: A Phase III Randomized Controlled Trial. J Infect. 2024. 89(6):106315.

四、基于定位大数据的人群接触与移动模式
1．PNAS Nexus: 揭示“长程强边”在疾病传播过程中的重要意义
余宏杰课题组联合国防科技大学吕欣课题组，基于540万用户2022年2月至5月的移动定位数据，通过提取网格之间每日的人群流动信息，挖掘城市内部距离相近但流量显著差异的关键群体移动行为（长程强边），分析其空间异质性及相应网格之间的传播相似性。同时，以城市内部群体性疾病传播行为为例，论证长程强边为城市治理能力带来的效益。研究有效解释了疾病传播中期出现的多中心爆发现象，揭示了此类关键出行在疾病传播过程中的重要意义。研究发表在PNAS Nexus，全文链接：https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgae515。
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2．Influenza Other Respir Viruses: 评估人群接触的季节性变化对呼吸道传染病传播的影响
余宏杰课题组联合美国印第安纳大学Marco Ajelli课题组，基于中国上海开展的人群接触调查研究，分析了人群接触模式和温度之间的关联，并基于同期在上海收集的H1N1pdm09流感数据进行了验证。研究发表在Influenza Other Respir Viruses，全文链接：https://doi.org/10.1111/irv.13301。
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3．Infect Dis Model: 量化中国农村地区的社会接触模式
复旦大学张娟娟/余宏杰课题组基于在中国湖南省安化县开展的一项社会接触调查研究，分析了中国农村地区的社会接触模式，并在不同情境假设下评估其对传染病流行的影响。研究发表在Infect Dis Model，全文链接：https://doi.org/10.1016/j.idm.2024.12.006。
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文章列表：
  1. Mou J†, Tan S†, Zhang J†, Sai B, Wang M, Dai B, Ming B, Liu S, Jin Z, Sun G, Yu H*, Lu X*. Strong long ties facilitate epidemic containment on mobility networks. PNAS Nexus, 2024. 515.
  2. Kummer AG†, Zhang J†, Jiang C†, Litvinova M, Ventura PC, Garcia MA, Vespignani A, Wu H*§, Yu H*§, Ajelli M§. Evaluating Seasonal Variations in Human Contact Patterns and Their Impact on the Transmission of Respiratory Infectious Diseases. Influenza Other Respir Viruses. 2024;18(5):e13301.
  3. Liang Y†, You Q, Wang Q, Yang X, Zhong G, Dong K, Zhao Z, Liu N, Yan X, Lu W, Peng C, Zhou J, Lin J, Litvinova M, Jit M, Ajelli M§, Yu H§, Zhang J†*. Social contact patterns and their impact on the transmission of respiratory pathogens in rural China. Infect Dis Model. 2024. 10(2):439-452.

五、新发传染病的传播动力学和复杂建模
1．Infect Dis Poverty: 评估猴痘输入中国的风险
余宏杰课题组基于全球报道的猴痘病例和全球国际航空旅行数据，估计了2022年4月-9月猴痘输入中国的风险。研究通过模拟不同情境，评估了输入风险的相对大小。此外，研究进一步评估猴痘感染一旦被引入男男性行为者体内的情境下，猴痘暴发的可能性。研究发表在Infect Dis Poverty，全文链接：https://doi.org/10.1186/s40249-024-01189-1。
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此外，余宏杰课题组还开展了针对Omicron变异株的模型研究，发表了2篇Infect Dis Model文章，文章列表如下：
  1. Deng X†, Tian Y†, Zou J, Yang J, Sun K*, Yu H*. The risk of mpox importation and subsequent outbreak potential in Chinese mainland: a retrospective statistical modelling study. Infect Dis Poverty. 2024; 13(1):21.
  2. Liu H, Cai J, Zhou J, Xu X, Ajelli M§, Yu H*§. Assessing the impact of interventions on the major Omicron BA.2 outbreak in spring 2022 in Shanghai. Infect Dis Model. 2024; 9(2):519-526.
  3. Liu H, Xu X, Deng X, Hu Z, Sun R, Zou J, Dong J, Wu Q, Chen X, Yi L, Cai J, Zhang J, Ajelli M*§, Yu H*§. Counterfactual analysis of the 2023 Omicron XBB wave in China. Infect Dis Model. 2024; 9(1):195-203.

六、宿主病毒排出和免疫应答规律
1．Virologica Sinica: 揭示上海Omicron患者病毒载量的动态变化
余宏杰课题组联合复旦大学华山医院张文宏课题组，通过纳入2022年3月23日至5月15日期间中上海三家医院收治的48,830名COVID-19住院患者，揭示了2022年上海Omicron患者病毒载量动态变化。通过利用RT-PCR的循环阈值（Ct 值）作为病毒载量的替代指标，进行了系统性核酸检测，并按临床严重程度分析了病毒排出的动力学特征，确定了相关风险因素。研究结果表明，初始Ct值可作为严重预后的预测指标。未接种疫苗且患有特定并发症的老年人是高病毒载量和较长病毒排出时间的高风险群体。研究发表在Virologica Sinica，全文链接：https://doi.org/10.1016/j.virs.2024.10.001。
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文章列表：
1. Ai J†, Zhou J†, Li Y†, Sun F†, Ge S†, Zhang H†, Wu Y, Wang Y, Zhang Y, Wang H, Cai J, Zhou X, Wang S, Li R, Feng Z, Xu X, Yan X, Zhao Y, Zhang J, Yu H*, Zhang W*. Viral load dynamics in asymptomatic and symptomatic patients during Omicron BA.2 outbreak in Shanghai, China, 2022: a longitudinal cohort study. Virol Sin. 2024. 11:S1995-820X(24)00150-0.


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