Cell:粟硕/施莽团队利用宏转录组揭示“野味”动物携带和人类疾病密切相关的多种病毒...
2022年2月16日,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)粟碩教授團(tuán)隊與中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院施莽教授團(tuán)隊等單位共同合作在Cell雜志上發(fā)表題為 “Virome characterization of game animals in China reveals a spectrum of emerging pathogens”的研究論文。
該論文利用宏轉(zhuǎn)錄組的方法系統(tǒng)探索了包括果子貍、穿山甲、豪豬等在內(nèi)的18種“野味”哺乳動物的病毒組,發(fā)現(xiàn)并且評估了超過102種哺乳動物相關(guān)的病毒,其中包括21種和人類致病密切相關(guān)的病原體,為“野味”動物攜帶并傳播高危病原提供了重要理論依據(jù),并且為下一次疾病暴發(fā)提出預(yù)警。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生何婉婷,中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士研究生侯新和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生趙晉為本文共同第一作者,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)粟碩教授,中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院施莽教授和悉尼大學(xué)Edward Holmes教授為共同通訊作者。
新型冠狀病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)大流行使得全球野生動物貿(mào)易(即“野味”動物)引起了公眾的廣泛關(guān)注。由于不同種類“野味”動物在較小空間內(nèi)的集中飼養(yǎng)、運輸和販賣,使得其攜帶的各種原本致病性低的病毒也可在不同物種間傳播、變異、重組,最終有機(jī)會演變成可以感染人的高危病毒。因此,開展“野味”動物的病毒譜調(diào)查對全人類乃至全球新發(fā)傳染病的防控和預(yù)警具有非常重要的意義。
本研究采用高通量宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)的方法對來自中國20個省份的1941只“野味”動物展開了大規(guī)模系統(tǒng)的病毒組調(diào)查。覆蓋五個哺乳動物類群:嚙齒目、有鱗目、食肉目、猬形目和兔形目,包括豪豬、竹鼠、土撥鼠、果子貍、貉和穿山甲等(圖1)。該方法能夠快速有效地揭示這些不同來源樣本中已知和未知的病毒病原體,并通過生物信息學(xué)分析篩選“威脅人類健康”的病原體,大大提高了新病毒和已知病毒發(fā)現(xiàn)的效率。
圖1 本研究涉及的“野味”動物種類和地域分布
基于這種方法,本研究一共鑒定到102種能感染哺乳動物的病毒,其中包括65種之前從未被報道過的新病毒,這些病毒的多樣性覆蓋13個病毒科。其中尤其值得關(guān)注的是多種人畜共患病病毒(圖2)。例如,本研究在流鼻涕的狗獾和健康的果子貍中都發(fā)現(xiàn)了禽流感H9N2的存在,腹瀉的果子貍樣本中發(fā)現(xiàn)了諾如病毒,多疾病并發(fā)的穿山甲樣本中發(fā)現(xiàn)了人副流感病毒(II型),以及腹瀉的貉中發(fā)現(xiàn)了輪狀病毒以及犬冠狀病毒等等,其中本研究發(fā)現(xiàn)犬冠狀病毒有多重重組歷史,與最近報道的來自馬來西亞和海地的可導(dǎo)致人類疾病的重組CCoV毒株具有93.65-94.27%的基因組一致性。以上結(jié)果表明人與“野味”動物之間的密切交流可造成“野味”動物到人或者人到“野味”動物的雙向的病原傳播和交流。
此外,本研究還發(fā)現(xiàn)一些病毒可以在不同類別的野生和“野味”動物之間傳播,比如在腹瀉的果子貍樣本中鑒定到一種來源于蝙蝠的alpha冠狀病毒BtCoV-HKU8,這表明該病毒已經(jīng)克服了宿主屏障完成了從自然宿主(蝙蝠)跨物種傳播到中間宿主(果子貍)的過程,下一階段極可能會通過進(jìn)一步變異重組成為新的人類病原體。盡管如此,SARS-CoV 和SARS-CoV-2相關(guān)的病毒序列并未在該研究的動物樣本中檢測到。
圖2? “野味”動物攜帶病毒組的多樣性
在鑒定到的102種脊椎動物相關(guān)病毒中,其中有21種病毒被認(rèn)定為“高危”病毒,這些病原體或者是已知的人獸共患病原體或者表現(xiàn)出較高的跨物種傳播能力,是新發(fā)再發(fā)傳染病防范的重點目標(biāo)。而不同種類的“野味”中,果子貍是所有物種中攜帶“高危”病毒數(shù)量最多的物種,且這些“高危”病毒在不同“野味”動物中也存在頻繁的跨物種傳播現(xiàn)象(圖3)。
圖3 “高危”病毒和“高危”“野味”動物之間的關(guān)系
最后,一些看似健康的動物也攜帶和人類致病密切相關(guān)的病毒,并且這些病毒在不同物種之間持續(xù)傳播。這些發(fā)現(xiàn)再次凸顯了交易、食用以及密切接觸野生動物的風(fēng)險,揭示“野味”動物作為新發(fā)再發(fā)傳染病出現(xiàn)的重要驅(qū)動因素。
本研究受到國家自然科學(xué)基金優(yōu)青基金(31922081),國家重點研發(fā)計劃項目課題“畜禽冠狀病毒的流行傳播特征與遺傳演化規(guī)律(2021YFD1801101)”,國家重點研發(fā)計劃新冠專項、深圳市人才專項以及廣東省引進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊等項目支持。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867422001945
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總結(jié)
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