近日，病毒学国际学术期刊《Viruses》在线发表了 香港大学医学院微生物系、南方医科大学张其威教授研究组、美国乔治梅森大学系统生物学院合作的关于腺病毒的最新研究结果 ：A Survey of Recent Adenoviral Respiratory Pathogens in Hong Kong Reveals Emergent and Recombinant Human Adenovirus Type 4 (HAdV-E4) Circulating in Civilian Populations。

人4型腺病毒（HAdV-E4）是一种引起美国军队士兵急性呼吸道疾病的病原体，在普通人群中很少发现感染。该腺病毒的基因组与黑猩猩腺病毒26型同源性最高，而与其它人腺病毒基因组同源性较低，提示该病毒可能发生了跨物种的传播。 研究组对近年来香港儿童流感样疾病的分子流行病学调查结果显示，普通人群中开始出现越来越多的人4型腺病毒，这些“新”的HAdV-E4病原体基因组的末端反转重复序列（ITR）中均含有宿主转录因子结合关键基序Nuclear Factor I（NF-I），而美国军队中流行的“旧”的原型样的人4型腺病毒，基因组中均缺少NF-I。NF-1存在于所有人呼吸道腺病毒的ITR中，是人腺病毒在人细胞内复制必不可少的原件。 该发现表明， 近年来新出现的HAdV-E4发生了基因组重组，获得了人腺病毒的NF-I原件，在普通人群中显示出越来越强的宿主适应能力。这些新型的来源于黑猩猩的人4型腺病毒的发现，预示可能会出现更多的HAdV-E4在普通人群中的感染和暴发；临床医生应特别注意在普通人群中是否出现这种新的重组的人4型腺病毒。 ITR含有重要的保守的DNA复制基序，包括人转录因子结合位点NF-1，有利于病毒的复制和生长。10株HAdV-E4香港分离株（Figure1：红色）均含有这种适宜在人宿主细胞中复制的人呼吸道腺病毒ITR（黄色），特别是NF-1识别和结合位点。 而猴腺病毒（SAdV）ITRs（紫色）以及“旧”的HAdV-E4流行株（绿色）则全部缺少这一基序，只含有Core Origin和NF-III基序。NF-I基序的缺失可能限制了“旧”的HAdV-E4在普通人群中的流行， 而NF-I基序的获得，使得“新”的HAdV-E4可能更好的适应在人类宿主细胞中复制。 进一步对所有的人腺病毒和猴腺病毒代表株的ITR核苷酸序列的进化分析结果表明，“新”出现的适应人类宿主的HAdV-E4流行株（蓝色），包括10株香港分离株（红色），均与人呼吸道B组腺病毒（黄色）进化距离较近，而原型样的HAdV-E4流行株（绿色；军队流行）和猴腺病毒（SAdV）（紫色）的进化距离更近(Figure 2)，这进一步验证了在普通人群中流行的HAdV-E4的ITR可能与人B组呼吸道腺病毒（HAdV-B3，-B7，-B14，-B21等）发生了重组，获得了人腺病毒ITR的关键基序。

Figure 1. Human adenovirus Inverted Terminal Repeats (116–209 bases) embed replication protein binding motifs within 88 bases.

Figure 2. Phylogeny of select HAdV and SAdV ITRs.

该研究得到国家自然科学基金项目（(31570155, 31370199）等资助。博士生张静为论文的第一作者，张其威教授和Donald Seto教授为论文的共同通讯作者。

ABSTRACT

Human adenovirus type 4 (HAdV-E4), which is intriguingly limited to military populations, causes acute respiratory disease with demonstrated morbidity and mortality implications. This respiratory pathogen contains genome identity with chimpanzee adenoviruses, indicating zoonotic origins. A signature of these “old” HAdV-E4 is the absence of a critical replication motif, NF-I, which is found in all HAdV respiratory pathogens and most HAdVs. However, our recent survey of flu-like disease in children in Hong Kong reveals that the emergent HAdV-E4 pathogens circulating in civilian populations contain NF-I, indicating recombination and reflecting host-adaptation that enables the “new” HAdV-E4 to replicate more efficiently in human cells and foretells more potential HAdV-E4 outbreaks in immune-nave civilian populations. Special attention should be paid by clinicians to this emergent and recombinant HAdV-E4 circulating in civilian populations.

附文献信息

  • Jing Zhang, June Kang, Shoaleh Dehghan, et al. A Survey of Recent Adenoviral Respiratory Pathogens in Hong Kong Reveals Emergent and Recombinant Human Adenovirus Type 4 (HAdV-E4) Circulating in Civilian Populations. Viruses, 2019, 11(2):129.

  • DOI：10.3390/v11020129

  • Web：https://www.mdpi.com/1999-4915/11/2/129

本期编辑：hantavirus