揭开蝙蝠传播病毒的面纱:病毒组进化的全面分类和分析 -《Microbiome》

文摘   科学   2024-11-21 16:00   广东  


📖重点  

中国医学科学院、协和医学院、北京大学、纽约生态健康联盟等联合团队于2024年10月21日在《Microbiome》杂志上发表了题为“Unveiling bat-borne viruses: a comprehensive classification and analysis of virome evolution”的文章,分析了中国各地收集的13,105份蝙蝠拭子样本,发现了846种脊椎动物相关病毒。确定了120种可能成为新病毒的假设性病毒物种,包括294种病毒株。系统发育分析表明,新病毒表现出多样化的病毒谱系和分支,其中一些与已知的人类和牲畜病原体(如痘病毒和瘟病毒)具有密切的遗传关系。

这项研究调查了蝙蝠携带的DNA和RNA病毒的范围,描绘了几个新的进化谱系,并对病毒分类做出了重要贡献。此外,识别出与人类和牲畜健康相关的未知病毒,突出了这项研究在鼓励公共卫生和兽医领域的传染病监测和管理工作方面的重要性。

关键词:蝙蝠,翼手目,传染病监测,新病毒鉴定,病毒分类学,冠状病毒,细小病毒,小RNA病毒

 🔬研究背景  

蝙蝠是许多新发人畜共患病微生物的重要宿主,包括亨尼帕病毒、狂犬病病毒和SARS相关冠状病毒等。尽管在蝙蝠种群中不断发现新的病毒,但其中很大一部分病毒仍未被表征,突出了进一步研究阐明其进化关系和分类学的必要性。

 🧪采样方法  

样品采集: 2016至2021年间,研究团队在中国14个省份的多个地点,包括洞穴、森林、废弃建筑物等自然栖息地,捕获了54种、13,105只蝙蝠,并采集了口腔和肛门拭子样本。使用手网、雾网和竖琴陷阱捕获蝙蝠,并记录地点信息。

样品前处理:将来自同一蝙蝠的口腔和肛门拭子样本储存在预先填充有病毒运输培养基的管中。样品在运输到实验室的过程中暂时储存在−20°C,然后储存在−80°C。

样品分组策略:将来自同一蝙蝠物种、同一采集地点和同一采集时间的样本混合为一个样本池,每个池中平均35个样本,通常最多不超过50个样本。

 🖥️分析方法  
提取总 DNA 和 RNA,进行文库制备和NGS测序。使用MEGAHIT进行de novo组装,构建病毒序列数据库。使用DIAMOND进行序列比对,确定病毒种类。使用MEGAN构建物种分类树,进行可视化分析。对病毒保守基因进行系统发育分析,确定病毒进化关系。通过这些生物信息学工具组合,能够从大量的测序数据中提取出目标病毒序列,并进行分类和进化分析。

 🧬研究结果  

1. 病毒组概况: 建立了378 个测序文库,4.13TB 的clean data,进行组装后产生了28GB的序列数据。病毒宏基因组分析发现了来自16个病毒科的846种脊椎动物相关病毒,其中冠状病毒科Coronaviridae、细小病毒科Parvovirinae和小RNA病毒科Picornaviridae最为常见。

2. 病毒多样性: 发现了120种潜在的新型病毒,其中61.67%为DNA病毒,38.33%为RNA病毒。这些新型病毒主要来自蝙蝠科、蹄蝠科和菊头蝠科。

3. 病毒进化关系: 蝙蝠携带的病毒具有多样化的进化谱系,一些病毒与已知的人类和牲畜病原体具有密切的遗传关系,例如痘病毒科和瘟病毒科。

4. 新病毒鉴定: 研究在16个病毒属中发现了新型病毒成员,并确定了多个未分类病毒成员,例如蝙蝠痘病毒、蝙蝠乳头瘤病毒和蝙蝠多瘤病毒。
📝总结讨论

该研究揭示了蝙蝠携带的病毒的多样性和进化谱系,为病毒分类学提供了重要贡献。研究发现的新型病毒对人类和牲畜健康具有重要意义,突出了加强传染病监测和管理的重要性。研究结果表明,蝙蝠病毒传播受多种因素影响,包括宿主特异性、遗传距离和地理分布。

总而言之,这项研究为蝙蝠病毒学研究提供了宝贵的见解,并强调了加强传染病监测和管理的重要性。未来需要进一步研究蝙蝠病毒的传播机制和潜在宿主,以预防新兴人畜共患病的爆发。

💡文中值得参考的思路

1. 大规模病毒组学研究:该研究利用高通量测序技术对大量蝙蝠样本进行分析,能更全面地展示蝙蝠病毒组的特征。

2. 根据ICTV病毒分类标准对蝙蝠携带的病毒进行分类,并提出了新的分类方案。

3. 对病毒保守基因进行系统发育分析,揭示了蝙蝠病毒的进化关系和潜在宿主。

4. 通过分析病毒遗传距离和地理分布,评估了蝙蝠病毒传播的风险。


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原文链接
https://doi.org/10.1186/s40168-024-01955-1

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