从临床样本中生成高质量的非洲猪瘟病毒全基因组 - 《Viruses》

文摘   科学   2024-12-26 16:00   广东  


📖重点  

青岛中国动物卫生与流行病学中心的团队于2024年2月18日在《Viruses》杂志上发表了题为“Generation of High-Quality African Swine Fever Virus Complete Genome from Field Samples by Next-Generation Sequencing”的文章,评估了利用下一代测序(NGS)技术从临床样本中生成非洲猪瘟病毒(ASFV)全基因组序列的效率。研究者对来自中国辽宁省一起ASF疫情的27头感染猪的34个临床样本(脾脏、淋巴结、肺、肝和血液)进行测序,发现脾脏样本的读数比例显著高于其他组织样本。高病毒载量(Ct < 20)的脾脏样本均达到99.8%的覆盖率。Ct ≥ 20的脾脏样本有一半达到99.8%的覆盖率。血液样本也实现了较高的测序覆盖率。结果表明,从Ct < 20的脾脏或血液样本中可以获得高质量的ASFV全基因组序列。生成的ASFV基因组序列被用于分析中国ASF疫情早期ASFV基因组的系统发育关系,证明了NGS在高效进行ASFV基因组表征方面的应用价值,为疾病控制提供了宝贵信息。

关键词:非洲猪瘟病毒,全基因组测序,临床样本,基因组表征,传染病防治

 🔬研究背景  

非洲猪瘟 (ASF) 由非洲猪瘟病毒 (ASFV) 引起,是一种致命的家猪和野猪传染性病毒性疾病,它的大流行对全球养猪业造成了严重影响。全基因组测序为病毒株表征、流行病学分析和疫苗开发提供了重要信息。本文从感染现场直接收集临床样本,评估了全基因组测序在生成基因组序列方面的性能。

 🧪采样方法  

样品采集: 研究选择了2018年10月16日中国辽宁省爆发非洲猪瘟的27只感染猪的34个现场样本,包括脾脏、淋巴结、肺、肝脏和血液样本,每个样品都使用靶向 B646L 基因的实时 PCR 进行检测,Ct值范围从14.73到25.95。

样品前处理:100mg组织样本均质化和离心后,使用200 μL 组织匀浆或血液提取病毒 DNA,建测序文库。

样品分组策略:样本分为三组,第一组包括7对组织样本,每对包括一个低Ct值的脾样本和另一个组织样本;第二组包含12个Ct值≥20的脾样本;第三组包含8个Ct值在16.84到25.95之间的血液样本。

 🖥️分析方法  

使用 SOAPnuke 过滤低质量读数。使用 BWA 将读数映射到猪参考序列,去除宿主读数。使用 MAQ 将读数映射到 ASFV 参考序列,进行参考序列组装,计算测序深度和覆盖范围。系统发育分析则使用 MAFFT 进行多序列比对,使用 RAxML 构建 ML 系统发育树,使用 Network 软件将编码区的突变用于系统发育网络分析。

 🧬研究结果  

1. 脾脏样品的测序效率高于其他组织样品: 与淋巴结和其他组织样品相比,脾脏样品中ASFV读数的比例更高,测序深度更大,更容易获得高质量的基因组序列。

2. 病毒载量对测序效率的影响: 对于 Ct 值 < 20 的高病毒载量脾脏样品,所有样品均获得了高质量的全基因组序列。对于 Ct 值 ≥ 20 的脾脏样品,测序效率显著下降。对于 Ct 值 < 20 的血液样品,也获得了高质量的全基因组序列。
3. 基因组序列的准确性: 获得的 ASFV 基因组序列与参考序列相比,所有 ASFV 基因组都是相同的,仅发现一个非同义单核苷酸变异和一个单核苷酸插入。
4. 系统发育分析:ASFV China/LN/2018/2 基因组与 2018 年辽宁省首例 ASF 爆发分离株 ASFV China/LN/2018/1 最为密切相关。结果表明,高质量的 ASFV 基因组测序能够进行高分辨率的系统发育分析,以追踪 ASFV 毒株在流行期间的进化。

📝总结讨论

研究表明,NGS是 ASFV全基因组分析的有用工具,也是追踪 ASFV 进化过程的重要工具。脾脏是最高效的样本类型,其次是抗凝全血。高病毒载量的样本可以通过NGS获得高质量的全基因组序列,但在低病毒载量样本中效率显著下降,NGS测序深度需要进一步优化,以提高对低病毒载量样品的测序效率。

💡文中值得参考的思路

1. 系统地评估了 NGS 在不同类型临床样品中生成 ASFV 基因组序列的效率,为 ASFV 基因组测序提供了重要的参考信息。

2. 通过比较不同组织样品和病毒载量对测序效率的影响,确定了获得高质量 ASFV 基因组序列的最佳样品类型和条件。

3. 利用获得的 ASFV 基因组序列进行了系统发育分析,揭示了 ASFV 基因组的进化关系。

4. 提供了对ASFV基因组变异的深入理解,为未来流行病学研究和疫苗开发提供了重要信息。


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原文链接
https://doi.org/10.3390/v16020312

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