蝙蝠，它们不仅在生态系统中扮演着重要角色，更是众多病毒的自然宿主。《Microbiome》杂志最新研究发现，这些夜间飞行家携带的病毒种类之多，足以让我们重新审视它们在公共卫生中的地位。协和医学院病原生物学研究所吴志强研究团队通过分析超过13,000个蝙蝠样本，揭示了数百种新病毒的存在，其中一些可能与人类健康息息相关。这项研究不仅为我们打开了一扇窗，窥见了病毒世界的未知角落，还为我们敲响了警钟：在人与自然日益紧密的今天，了解和监测这些潜在的跨物种传播病毒，对于预防未来疫情具有重要意义。
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吴志强研究团队自2010年以来，一直致力于蝙蝠和鼠类等多种疫源动物的病毒组特征及重要病毒的跨种机制研究，前期连续发表在Lancet、Natl Sci Rev、Microbiome、Nat Commun、ISME J、Emerg Infect Dis、J Virol的系列研究成果均从不同角度为冠状病毒、副黏病毒、沙粒病毒等多种重要病原体的起源进化及其跨宿主传播特征研究提供了广泛的基础数据和深入的理论依据。
蝙蝠（翼手目）是新出现的人畜共患微生物的重要宿主，这些病毒包括亨尼帕病毒、狂犬病病毒和SARS相关冠状病毒。尽管在蝙蝠种群中不断发现新病毒，但仍有相当一部分病毒尚未被充分研究和描述，这突显了进一步研究以阐明其进化关系和分类的必要性。
2016年至2021年，研究团队从中国8个科的54种蝙蝠中收集了13,105个拭子样本，主要覆盖热带和亚热带地区，其中广东、广西和云南的样本表现出最高的物种多样性和丰富度（图1a、图1b、图1c）。通过主成分分析（PCA）发现，除了上述三个省份外，其他省份的样本收集模式相对均匀（图1d）。
在脊椎动物病毒数据集中，大部分病毒序列归属于蝙蝠。特别是里氏大足蝠（Myotis ricketti）的样本中发现了与水生相关病毒相似的序列，这可能与其捕食小鱼的行为有关。在识别的病毒中，冠状病毒科（Coronaviridae）的检出率最高，约为87.04%，其次是细小病毒亚科（Parvovirinae）86.24%和 Picorna病毒科（Picornaviridae）80.42%。
在对378个库的分析中，研究团队从蝙蝠中提取了846种脊椎动物病毒株，其中120种可能代表新病毒种类，包括74种DNA病毒和46种RNA病毒。这些新病毒涵盖了16个病毒科，主要来源于Vespertilionidae科，其次是Hipposideridae和Rhinolophidae科，而Emballonuridae科每样本中新病毒的比例最高。DNA病毒中的腺病毒在蝙蝠种群中表现出高多样性和广泛分布（图2a）。通过主成分分析（图2b,c）发现广东、广西、浙江和云南的样本区域以及Picornaviridae、Papillomaviridae和Parvovirinae病毒科有明显的聚类现象。此外，Rhinolophus和Hipposideros属的病毒共享数量最多，表明这些物种在病毒传播中起着关键作用。宿主-病毒关联网络显示Hipposideros和Rhinolophus属在病毒传播中占据中心位置，而Picornaviridae、Parvovirinae和Astroviridae病毒科的中心性最高。中国东南部和西南部的蝙蝠展现出最高的病毒种类多样性，而北部地区和青海省的多样性相对较低（图3a）。
研究团队分析了蝙蝠中发现的脊椎动物病毒的进化关系，发现Picornaviridae和Caliciviridae病毒科在多个蝙蝠属中广泛分布，而Papillomaviridae病毒科的病毒宿主范围较窄（图4）。其中Flaviviridae病毒科中只有Pestivirus属的成员存在，并且Adenoviridae、Astroviridae和Hepeviridae病毒科的蝙蝠病毒显示出宿主特异性的聚集现象。在Polyomaviridae病毒科中，新发现的病毒株跨越多个属，包括一个最近发现病毒株的新分支。Orthoherpesviridae病毒科的蝙蝠病毒仅在Betaherpesvirinae和Gammaherpesvirinae亚科中发现，而Alphaherpesvirinae亚科中未发现蝙蝠病毒。此外，Retroviridae病毒科中检测到了内源性和外源性病毒。
特别值得注意的是，研究者在中国的Rhinolophus属和其他小型蝙蝠中鉴定出新的痘病毒，这些病毒与已知痘病毒的进化关系和遗传差异显著，可能代表痘病毒科中的一个新种（图5a和5b）。
图5 病毒的系统发育分析
研究团队基于与已知病毒科的系统发育树的对比以及新分支的发现，对这些新病毒进行了分类。特别是在腺病毒科（Adenoviridae）中，新发现的Mastadenovirus基于DNA聚合酶基因（DPOL）的p距离进行了分类，而Astroviridae科和Hepeviridae科的病毒则根据RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）基因的p距离进行了分类。在黄病毒科（Flaviviridae）中，新发现的Pestivirus与已知的猪瘟病毒（Pestivirus）有密切的遗传联系（图5c）。此外，还对疱疹病毒科（Herpesviridae）和乳头瘤病毒科（Papillomaviridae）的成员进行了分类（图6a和图6b），并基于大T抗原（LTAg）基因的核苷酸序列差异对多瘤病毒科（Polyomaviridae）的新成员进行了鉴定。研究结果强调了蝙蝠作为新兴病毒宿主的多样性和复杂性，并为病毒分类学提供了新的见解。
图6 乳头瘤病毒亚科病毒的系统发育分析
三、总结
该研究对中国多个地区2016年-2021年采集的13,105份蝙蝠样本进行了重分析，并与全球范围内的蝙蝠病毒组学数据进行整合比对，在前期已经鉴定到1140余株蝙蝠携带冠状病毒和94株副黏病毒的基础上，还鉴定到了846种脊椎动物相关病毒，其中包括120种可能的新型病毒。这些新型病毒表现出高度分化的病毒谱系和广布全球的进化分支，其中一些与已知的人类和牲畜病原体，如痘病毒和瘟病毒，具有密切的跨地域甚至跨大洲的遗传关系。
这篇文章在重塑全球蝙蝠携带的DNA和RNA病毒的进化关系和分类体系基础上，指出蝙蝠病毒的跨物种传播在很大程度上由生态和行为因素驱动，而非生物学，并进一步强调了在 “一个健康”框架内优先进行监测和病毒发现的必要性，具有重要参考价值。
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