哥伦比亚牛粪便样本的病毒宏基因组学研究:肠道病毒E、牛嵴病毒和星状病毒高发

文摘   科学   2024-11-25 16:01   广东  


📖重点  

哥伦比亚多个大学及研究中心的联合团队于2023年12月20日在《Infection, Genetics and Evolution》杂志上发表了题为“High prevalence of Enterovirus E, Bovine Kobuvirus, and Astrovirus revealed by viral metagenomics in fecal samples from cattle in Central Colombia”的文章,研究了哥伦比亚中部乌巴特省牛粪样本中的病毒宏基因组。研究人员收集了42份样本,并使用纳米孔测序技术分析了其中的病毒群落。结果表明,这些样本中普遍存在肠道病毒E、牛嵴病毒和牛星状病毒,这些病毒具有潜在的致病性。此外,研究还发现了环形复制酶编码单链病毒(CRESS病毒)的存在,这是首次在哥伦比亚发现此类病毒。 这项研究表明,使用宏基因组测序技术进行病毒流行病学监测具有重要意义。它揭示了乌巴特省牛粪样本中病毒群落的特征,并为未来研究这些病毒对牛健康的影响以及它们在全国的分布频率奠定了基础。

关键词:牛,反刍动物,肠道病毒组,肠道病毒,牛嵴病毒,星状病毒,小RNA病毒

 🔬研究背景  

畜牧业在全球食品安全和经济中扮演着关键角色,但病毒感染不仅影响经济生产力,还可能对牛只健康和人类健康构成风险。识别粪便样本中的病毒对于制定有效的预防、控制和监测策略至关重要。

 🧪采样方法  

样品采集: 研究人员从哥伦比亚中部乌巴特省三个市镇的牛场收集了42份粪便样本,包括14份来自乌巴特市、14份来自西米哈卡市和14份来自库库纳市。采用方便非概率抽样方法。

样品前处理:收集的样品立即在-4°C下冷冻并运送到实验室。到达后,它们被储存在-20°C下,直到进一步分析。为了提高病毒检测的灵敏度,进行了病毒富集,以增加病毒序列的比例,并提高病毒宏基因组分析效率。提取病毒DNA/RNA后储存在−80°C下,直至进一步分析。

样品分组策略:样本根据采集地点分为三个组,即乌巴特市、西米哈卡市和库库纳市。

 🖥️分析方法  
质控与去污染: 使用NanoStat软件进行质量控制,并使用Minimap 2软件去除宿主和细菌序列。
分类与组装: 使用Centrifuge软件进行分类,并将未分类的序列使用Genome Detective工具进行组装。
病毒群落丰度和多样性分析: 使用RStudio软件中的Rhea Alpha Diversity工具包计算丰富度、Shannon指数和Simpson指数,并使用Bray-Curtis不相似性矩阵和主坐标分析(PCoA)评估beta多样性。
系统发育分析: 使用MAFFT软件进行序列比对,使用IQTree软件构建最大似然树,并使用iToL软件进行可视化。
基因组装注释: 使用Prokka和Vgas软件进行注释,并使用Proksee工具进行可视化。

 🧬研究结果  

1. 病毒组概况: 病毒群落组成稳定,主要由小RNA病毒组成,其中肠道病毒E(EVE)、牛嵴病毒(BKV)、牛星状病毒(BoAstV)最为常见,还发现了环形复制酶编码单链病毒(CRESS病毒)的存在。

2. 病毒多样性: 不同采样地点的病毒群落多样性较低,各城市的病毒组成一致且稳定。

3. 病毒部分组装:通过有参组装生成了EVE、BoAstV和BKV的特定序列。

4. 系统发育分析: EVE 、BKV 、BoAstV的序列与来自亚洲和拉丁美洲的序列聚为一类。


📝总结讨论

本研究揭示了哥伦比亚中部乌巴特省牛粪便病毒群落特征,潜在致病性病毒占主导地位,例如 BoAstV 和 EVE,这些病毒的报道频率和数量都很高。其中几种病毒是首次在哥伦比亚发现的。本研究展示了使用宏基因组测序技术在流行病学监测中的效用。它还为进一步研究这些药物对全国牛健康的影响及其频率提供了重要基础。

💡文中值得参考的思路

1. 利用宏基因组学技术在牛粪便样本中发现了高流行率的病毒,这为理解牛病毒性疾病的流行病学提供了新的视角。

2. 通过部分组装和注释病毒序列,为病毒的进一步研究和防控提供了重要信息。

3. 综合采样、实验室处理和生物信息学分析的方法为病毒性疾病的研究提供了一个有效的框架。

4. 通过系统发育分析,可以揭示病毒进化和传播途径,为预防和控制病毒感染提供依据。


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原文链接
https://doi.org/10.1016/j.meegid.2023.105543

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