我们对圆环病毒及其庞大的CRESS DNA病毒家族的认识还相当有限。这些真核病毒在自然界中广泛存在,虽然目前已知它们引起的疾病大多是慢性或潜伏性的,但它们对宿主造成的影响却是长期和广泛的。也许,这些不显眼却广泛共存与多样的病毒,才是真正的病毒王者。
延伸阅读:
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中文题目:新型人类圆环病毒(HCirV-1)导致免疫功能低下患者肝炎
期刊及年份:Emerging Infectious Diseases,2024年10月
通讯作者:Kirsten Mertz(克里斯滕·梅茨),瑞士巴塞尔大学教授,巴塞尔州医院分子病理学和细胞病理学服务部主任。她是一名临床科学家,重点关注感染病理学、免疫病理学和分子肿瘤学。
摘要:圆环病毒是一类新兴的DNA病毒,其在人类中的致病性大多未知。研究最多的圆环病毒是猪圆环病毒2型,它可引起猪的肝炎等疾病。最近,新型人类圆环病毒1(HCirV-1)被认为与免疫抑制患者的慢性感染和肝损伤有关。
主要内容
一名66岁的女性于2022年7月在瑞士的一家地区医院寻求治疗,她的肝转氨酶突然升高。到2022年9月,转氨酶达到峰值,但在血清学检测中自身抗体没有同时升高(图1)。甲型、乙型、丙型和戊型肝炎病毒的血清学检测结果均为阴性。当诊断为细胞溶解性肝炎时,患者已经患有类风湿性关节炎20年,曾接受每日剂量的泼尼松(5毫克)、静脉注射利妥昔单抗(每6个月1000毫克)和间歇性甲氨蝶呤的治疗。最近的利妥昔单抗是在2022年6月给予的,甲氨蝶呤已经暂停使用。肝炎发作前8个月,患者因SARS-CoV-2相关的急性呼吸窘迫综合征(2021年11月至12月)住院2个月。在那次住院期间,她因小肠憩室穿孔需要手术,并因巨幼细胞性贫血接受了输血。在整个住院期间,她接受了额外的皮质类固醇治疗。患者独自生活在瑞士农村,没有直接接触动物。在过去8年中,她没有离开过瑞士旅行。她的饮食习惯除了偶尔食用生小牛肝(她最后一次在2018年之前食用)外,没有什么特别的。她吃腌制的猪肉和牛肉产品,并从超市购买牛奶。由于肝酶的不明原因升高,治疗医生在2022年10月进行了肝活检(图1)。
组织学分析显示急性和亚急性肝炎,周围门脉混合炎性浸润由淋巴细胞、组织细胞、浆细胞和中性粒细胞及嗜酸性和嗜碱性粒细胞组成。报告了与脂肪滴、纤维蛋白或两者相关的坏死性炎症灶。病理学家将这些变化归类为最可能的传染性肝炎。组织学鉴别诊断包括药物性肝炎和自身免疫性肝炎,这两种情况都似乎非常不可能(即没有药物变化,血清学检测中没有自身抗体)。治疗医生通过实验室检测排除了包括库克斯氏菌、巨细胞病毒、Epstein-Barr病毒和利什曼原虫在内的几种病原体。转氨酶水平逐渐降低,并在2023年7月最终恢复正常。为了澄清肝炎的起源,我们使用宏基因组下一代测序工作流程分析了肝活检,以识别病原体。我们发现了一些最初被归类为猪圆环病毒3型(PCV3)的reads。在HCirV-1基因组(HCirV-1-FR)发布后,我们将HCirV-1基因组序列纳入我们的分类分析索引,重新分析了我们的测序数据,并发现与HCirV-1的序列同一性高于PCV3或任何其他圆环病毒。我们使用Microseek分析了测序数据,以帮助识别更远的序列。我们将瑞士HCirV-1株(HCirV-1-CH)的全长基因组序列存入GenBank(登录号OR905605)。HCirV-1-FR和HCirV-1-CH在全基因组水平上的核苷酸同一性为83.6%,聚合酶基因更高(91.2%核苷酸同一性,95.6%氨基酸同一性),而衣壳基因较低(69.4%核苷酸同一性;64.1%氨基酸同一性)。基于衣壳蛋白的系统发育分析将HCirV-1-FR和HCirV1-CH聚集在一起,并表明我们的患者有一种新的HCirV-1株。HCirV-1-FR和HCirV-1CH与最近在中国吸毒者中描述的圆环病毒序列紧密聚集。HCirV1-FR、HCirV-1-CH和来自中国的毒株形成了一个新的系统发育类群,与其它动物圆环病毒不同(图2)。
我们使用HCirV-1特异性PCR确认了肝活检中HCirV-1的存在。我们使用了HCirV-1-FR特异性引物和第二对引物,适应于靶向包括来自中国的毒株在内的人类圆环病毒的扩展类群,但不包括任何动物毒株(图3)(5,11)。
尽管两组引物都成功地扩增了HCirV-1-CH株,尽管HCirV-1-FR引物和HCirV-1-CH之间存在几个不匹配,第二对引物导致了更有效的扩增,因此我们用于随后的定量。我们发现肝活检中的HCirV-1病毒载量很高(3.39×10^9基因组拷贝/g或3.63×10^9基因组拷贝/mL)(图4)。患者有存档的甲醛固定石蜡包埋组织,包括在诊断圆环病毒性肝炎之前从消化道取的活检。我们用HCirV-1特异性PCR测试了所有这些组织样本,结果为阴性(即我们没有在肝炎之前或肝外检测到HCirV-1)。我们回顾性地分析了患者患有肝炎期间的存档血液样本(2022年12月),使用HCirV-1特异性PCR;结果为阳性,表明病毒血症(图4)。在最近的血液、粪便和尿液样本中(2023年12月至2024年4月[即,肝炎诊断后17-21个月]),我们仍然在血液中检测到HCirV-1;病毒载量保持高位。我们在尿液和粪便中检测到HCirV-1,尽管病毒载量较低(图4)。我们还在唾液样本中检测到HCirV-1(2024年4月),尽管病毒载量很低。这些数据证实了HCirV-1在这位患者中持续存在超过21个月,并且患者不断释放病毒。我们在最近收集的血液中重新测序了HCirV-1-CH,没有检测到基因组的显著变化,这意味着病毒随时间没有变异,这与免疫系统受抑制的低选择压力一致。由于患者曾接受过红细胞浓缩物输血(2021年12月),我们使用HCirV-1特异性PCR分析了供者的血清,结果为阴性,表明病毒不是在输血期间获得的。为了表征HCirV-1-CH的嗜性,我们使用原位杂交在患者的肝组织中定位了HCirV-1-CH核酸。针对HCirV-1-CH的探针染色了约40%的肝细胞,而正常肝组织(n=3)或感染乙型或丙型肝炎病毒的肝组织(n=4)没有染色。最强的阳性区域与核共定位,这与圆环病毒的核复制一致,因此支持病毒的复制活动假设,即使RNA不能定量。这位患者有中度严重的抗体缺陷和缺失的B细胞,这与多年的免疫抑制治疗一致。她还通过甘露糖结合凝集素途径在补体系统的激活中存在功能障碍。B细胞数量少和免疫球蛋白可能有助于HCirV-1-CH在这位患者中的持续存在。
结论:我们报告了一例HCirV-1相关肝炎,这加强了圆环病毒是新兴人类病原体的假设,特别是在免疫功能低下的患者中。我们的研究为理解HCirV-1的病理生物学和传播提供了线索。我们排除了通过输血进行人与人之间的传播。我们表明,病毒可以在人类中长期持续存在,并在体液中释放,因此在人类群体中水平传播构成风险。值得注意的是,可以与猪圆环病毒进行比较,它们也有在体液中释放的非凡能力,使它们能够在首次出现后迅速在全球猪群中传播。与测试更多的供体血浆池一起,废水测试HCirV-1可以阐明HCirV-1感染的区域分布和流行情况。