近日,军事科学院军事医学研究院秦成峰研究员团队在《科学通报》发表了题为“分节段黄病毒:进展与挑战”的综述文章,系统综述了分节段黄病毒(Segmented flaviviruses)的最新研究进展,重点阐述了该类病毒的发现历程、基因组特征、宿主范围、进化关系及其潜在的公共卫生风险,并对当前研究面临的关键科学问题和未来研究方向进行了展望。

荆门蜱病毒(Jingmen Tick Virus, JMTV)的发现标志着分节段黄病毒的首次提出。这类病毒在基因组结构上不同于传统的非分节段黄病毒(如登革热病毒、寨卡病毒等),却在功能蛋白上与其存在显著同源性。其独特的“分节段RNA基因组”结构与复杂的宿主适应性,使其成为RNA病毒进化研究和新发传染病防控领域的关注焦点。

近年来,随着高通量测序技术的广泛应用,大量此前未知的病毒被发现并鉴定,极大拓展了人类对病毒世界的认知。2014年,中国科研团队首次在蜱体内鉴定出荆门病毒,这一发现颠覆了人们对黄病毒基因组“非分节段”的传统认知。随后,相关研究发现该类病毒不仅存在于蜱,还可感染蚊、哺乳动物,甚至人类,显示出惊人的宿主广泛性和跨物种传播潜力。世界卫生组织(World Health Organization, WHO)已将分节段黄病毒列为具有流行潜力的拟议病原体,需予以高度重视。

荆门病毒的基因组由4至5个单股正链RNA片段组成,整体长度在10,000-12,000 nt间。与登革病毒等典型黄病毒相比,荆门病毒的非结构蛋白NSP1(Non-Structural Protein 1)和NSP2(Non-Structural Protein 2)分别对应黄病毒的NS5和NS2B-NS3复合体,具有较高的序列相似性。这一独特的分节段结构使病毒能够以“模块化”方式实现基因功能分工,既保持复制系统的稳定,又通过结构蛋白多样化实现快速宿主适应。研究发现,不同荆门病毒株之间的衣壳蛋白相似度可低至20%–30%,但仍维持有效感染能力,这种“高变异但高适应”的特征,是病毒演化成功的重要基础。

打开网易新闻 查看精彩图片

图1 分节段黄病毒与经典黄病毒基因组架构对比:以阿龙山病毒和2型登革病毒为例。蓝色部分是两种病毒蛋白之间氨基酸序列相似的区域。横线上表明了氨基酸序列一致性百分比(上)和相似性百分比(下)。

进化分析显示,分节段黄病毒可分为两个主要分支,一类以蜱及脊椎动物为主要宿主(如荆门蜱病毒JMTV和阿龙山病毒Alongshan virus, ALSV),另一类主要感染昆虫(以瓜伊科库蚊病毒Guaico Culex virus, GCXV为代表)。这种分支结构揭示了病毒在不同生态系统中的适应性分化,也为理解虫媒病毒的进化规律提供了重要线索。

打开网易新闻 查看精彩图片

图2 针对目前已知携带完整NSP1开放阅读框氨基酸序列荆门病毒的系统发育分析。分析发现荆门病毒主要聚类为两大类群:一类是与蜱及脊椎动物相关的荆门病毒,另一类则是与昆虫相关的荆门病毒。

分节段黄病毒在自然界中呈现复杂的传播生态特征。蜱和蚊是其主要传播媒介,其中蜱媒传播在病毒维持与扩散中起主导作用。病毒可通过水平传播(叮咬宿主后经血液传播)、垂直传播(经卵传递维持感染)及环境传播(病毒核酸在植物、土壤、牛粪中检出)等多种途径扩散。目前,荆门病毒及相关毒株已在中国、日本、巴西、乌干达、罗马尼亚等多国被发现,宿主涵盖蜱类、牛、猴、啮齿动物、蝙蝠乃至人类,显示其在全球多生态系统中的广泛分布和适应性。

研究团队指出,分节段黄病毒具备突破种间屏障感染人类的潜力,已成为值得关注的公共卫生隐患。科索沃地区和中国均曾报告人类感染病例,患者主要表现为发热、头痛、肌痛等症状,并伴随蜱叮咬史。部分病例中检测到病毒RNA及特异性抗体。实验研究发现,阿龙山病毒可在多种人类细胞中有效复制,并导致小鼠多器官病变,提示该类病毒具有人体感染能力。病毒在糖蛋白受体结合区的适应性突变也可能增强其感染脊椎动物的能力。

目前,针对分节段黄病毒的研究仍面临诸多挑战,包括体外培养体系不完善、动物模型缺乏、传播规律尚不清晰等。未来,研究需综合结构生物学、分子流行病学、免疫学等多学科手段,解析病毒复制机制与宿主相互作用,构建有效的感染模型与风险评估体系。同时,建立国际监测网络、共享病毒基因组数据,将有助于完善虫媒病毒的早期预警与防控。

分节段黄病毒的发现为RNA病毒进化研究开辟了新领域,也为人畜共患病防控提供了重要警示。正如作者所指出的,这一类病毒“可能是连接传统黄病毒与多片段RNA病毒的关键环节”。在新发病原体频现的时代,加强新型病毒的监测、机制研究与风险评估,是保障公共卫生安全的必经之路。

本研究由福建农林大学生命科学学院、军事科学院军事医学研究院团队合作完成,秦成峰研究员和刘海涛特聘副研究员为共同通讯作者,谭可盈硕士研究生为文章第一作者,邓永强研究员指导了稿件的撰写。相关研究获得国家重点研发计划(2023YFC2305900)和国家自然科学基金(32300124)的资助。

文章信息

谭可盈,邓永强,刘海涛,等.分节段黄病毒: 进展与挑战. 科学通报, 2026, 71 (14): 3115-3123.

《科学通报》是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性中文学术期刊,致力于快速报道自然科学各学科基础理论和应用研究的最新研究动态、消息、进展, 点评研究动态和学科发展趋势。

  • 旬刊,每10天出版1期;

  • 栏目:进展、评述、快讯、论文、观点、科技前沿、科学访谈、亮点述评、悦读科学等;

  • 中国科学院文献情报中心分区表综合性大类1区TOP期刊;

  • 中国科技期刊卓越行动计划领军期刊;

  • 《中国科技论文与引文数据库》和《中国科学引文数据库》的源期刊,同时被EI、ESCI和Scopus等收录;

  • 期刊官网:http://csb.scichina.com.

转载、投稿请留言

| 关注科学通报 | 了解科学前沿