基于蝙蝠个体病毒组揭示病毒共感染、跨物种传播及潜在人兽共患病毒的溢出风险
Individual bat virome analysis reveals co-infection and spillover among bats and virus zoonotic potential
- 引入 -
近日，中山大学施莽团队与云南省地方病防治所冯云团队在病毒共感染、跨物种传播与潜在人兽共患病毒的溢出风险相关研究以“Individual bat virome analysis reveals co-infection and spillover among bats and virus zoonotic potential”为题发表于Nature Communications上。
- 背景介绍 -
蝙蝠是许多人兽共患病毒的自然宿主，其中不乏产生重大公共卫生影响的病原。尽管许多在蝙蝠种群或群落水平开展的研究已经极大地拓展了蝙蝠所携带的病毒多样性，并发现了一系列具有感染人潜力的新病毒，但是目前尚无研究在蝙蝠个体水平开展RNA病毒组学分析。此外，了解动物个体病毒组组成、共感染，以及病毒在种内、种间的不同个体间传播的情况能够增进我们对病毒生态和进化的理解，为病毒跨物种传播机制以及向新发传染病风险预测提供理论依据。因此，我们对这些动物的个体病毒组多样性及其驱动因素、共感染情况以及病毒跨物种传播频率的了解十分有限。
- 结果 -
图1 | 本研究样本概况
该研究采用宏转录组学方法对来自云南省的149只蝙蝠个体中的病毒组特征进行了研究（图1）。该研究重点分析了蝙蝠的哺乳动物相关病毒组（图2），结果揭示具有很高的病毒多样性（图2）。这些病毒属于已知感染哺乳动物宿主的RNA和DNA病毒科或属，大多数是RNA病毒。据此，该研究确定12个病毒科的55种具有感染哺乳动物潜力的病毒，其中42种病毒是首次报道的新病毒种（与任意已知病毒核酸序列相似性<80%且RNA复制酶蛋白相似性<90%）。Reoviridae是最常见的病毒科，出现在27.5%的样本中，其次是Picornaviridae（16.1%）和Coronaviridae（9.4%）。
图2 | 蝙蝠个体携带的哺乳动物相关病毒组的特征
研究发现，蝙蝠病毒共感染和跨物种传的频率很高，这潜在地增加了病毒重组和重排发生的机会，从而丰富在野生宿主中循环的病毒基因库。该研究进一步发现病毒在蝙蝠个体间的传播受到宿主系统发育距离和空间距离的强烈限制，即宿主亲缘关系越远、领域重叠越少病毒传播越不可能发生。
值得注意的是，该研究还鉴定出五种可能对人类或牲畜具有致病性的病毒物种（图5），其中包括一种新的Sarbecovirus冠状病毒重组（图6）。体外实验和计算机分子模拟结果表明，这种重组病毒可以利用人类ACE2受体，因此可能存在较高的疾病溢出风险。
图5 | 蝙蝠病毒的系统进化关系
图6 | 一种潜在的人兽共患冠状病毒的系统发育和结构分析
- 参考文献 -
Wang, J., Pan, Yf., Yang, Lf. et al. Individual bat virome analysis reveals co-infection and spillover among bats and virus zoonotic potential. Nat Commun 14, 4079 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39835-1
- 通讯作者介绍 -
中山大学医学院
施莽
教授
硕士毕业于香港大学，博士毕业于悉尼大学，后留校成为讲师，2019年加盟中山大学担任教授。主要开展病原基因组学，新病原发现，以及病原体和宿主之间的相互作用的课题，并且致力于将最前沿的高通量测序技术和生物信息学方法运用于病原体的研究，在组学病原学和信息病原学等前沿学科领域做出了许多开创性的工作。施莽教授的学术成果先后在Nature、Cell、Nature Communications、Nature Microbiology、Microbiome、PNAS等主流国际权威学术期刊上发表，共计120篇SCI论文，总引用率达12179次。
云南省地方病防治所
冯云
主任医师
病毒立克次体病防治科科长
2003年进入云南省地方病防治所工作后，一直从事虫媒病毒和狂犬病、流行性出血热等病毒病防治研究工作。其科研团队共7人，高级职称2人，中级职称3人，初级职称2人，工作以自然疫源性疾病分子流行病学和虫媒病毒研究为主。多年来对云南省自然疫源性疾病的病原体、媒介和宿主开展深入调查研究取得了丰硕成果，其中从云南省吸血昆虫、蚊虫、蠓和蝙蝠中分离到乙脑病毒、环状病毒、横须贺病毒、肯科伊病毒和呼肠孤病毒等多种病毒。冯云主任医师以第一作者、并列第一作者和通讯作者发表中英文论文50多篇，并在Nature communication、Emerging Infectious Diseases、Journal of Virology、Microbiology Spectrum、PLOS Pathogens、Virus Research、Virus Evolution等国际学术期刊发表SCI论文合计21篇，获省级和地州级成果奖5项。
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