人畜共患病毒在全世界范围内造成严重的公共卫生和社会经济问题。了解病毒如何在野生动物物种内部和之间进化和传播是主动识别病毒威胁以预防未来流行病的关键一步。尽管提出了许多影响病毒多样性的因素，但东非病毒群落的基因组多样性和结构在很大程度上还是未知的。
近日，来自石正丽教授团队的一项最新研究展示了这一人畜共患热点地区蝙蝠和啮齿动物病毒组的概况，还揭示了由病毒群落进化和传播驱动的基因组特征，为未来主动监测野生动物中新出现的人畜共患病原体奠定了坚实的基础。该研究题为“Substantial viral diversity in bats and rodents from East Africa: insights into evolution, recombination, and cocirculation”，发表在BMC杂志。
研究概述
在所调查的地区中，非洲因其丰富的哺乳动物多样性和许多人畜共患病原体的出现而成为重点监测地区。为了探索这一人畜共患病热点地区的病毒组多样性、进化特征和病毒循环，研究人员对从东非 844 只蝙蝠和 250 只啮齿动物收集的 1282 个样本进行了超深转录组测序，为未来的病毒监测提供了宝贵的基因组资源。结果揭示了与多个病毒组中的病毒共享、共循环、重组和地理传播相关的大量本地病毒多样性，证明了深度测序在追踪基因组相互作用和针对野生动物中有效病原体监测的病毒热点方面的价值。
大规模宏转录组揭示了大量未描述的病毒多样性
251 个已鉴定的脊椎动物相关病毒 ANI95 簇包括来自 19 个病毒科的 164 个 RNA vANI95 簇和 87 个 DNA vANI95 簇。其中，在蝙蝠中鉴定出212个vANI95簇，在啮齿动物中鉴定出39个vANI95簇。作者推测蝙蝠和啮齿动物中的主要病毒家族也可能表明由于其样本类型之间的主要差异而具有组织向性。
复制相关蛋白的进化保守性因病毒家族而异
RAP 在密切相关的病毒之间的遗传交换中发挥着重要作用。作者使用了最近的氨基酸距离比较了 vANI95 代表的 RAP 之间的序列保守性。当使用 RAP 的 MPD和 MNTD比较病毒科之间的属内系统发育多样性时，结果相似，反映了病毒科之间不同的 RAP 多样性。有趣的是，vANI95 的最近氨基酸距离与其群体大小略有相关，这表明保守的 RAP 可能对于维持病毒群体大小至关重要。
此外，作者通过病毒基因组比较的结果揭示了与病毒共享相关的大量重组信号和重复发生的突变。以 CoV-8A 为例，作者在三个 CoV-8 vANI95 分裂后进一步鉴定了相同基因组位置上的重复 SNP，表明在长期进化过程中反复出现突变。CoV-8A 和其他冠状病毒科vANI95 也显示出 VEP 区域中 cSNV 的富集，反映了抗原相关区域内更快的进化速度。
共循环和偶尔的基因流动有助于广泛的病毒多样性
为了证明地理传播对病毒基因组多样性的影响，作者以革兰氏菌的 CoV-3A为例， 比较了不同地理位置的共有病毒基因组。结果发现，尽管存在重大的传播限制，但不频繁的基因流动保持了局部区域的遗传多样性。作者还证明了深度测序在追踪基因组相互作用和针对野生动物病毒监测中的病毒热点方面的潜在用途。
总结
总之，已鉴定的脊椎动物相关病毒表现出巨大的病毒多样性，高达 87% 的潜在新型病毒与东非的重组、地理隔离和宿主适应有关。特别是，圆环病毒科和冠状病毒科病毒家族经常重组，导致与病毒-宿主相互作用和宿主属之间的宿主转移相关的遗传变化。
尽管存在重大的传播限制，但反复突变、共循环和偶尔的基因流仍导致了病毒的高度多样性。通过本文描述的脊椎动物相关病毒群落的概况，此研究证明了宏转录组测序在揭示东非病毒群落多样性和传播背后的基因组关联方面的广泛应用。这项研究还为追溯基因组相互作用和针对病毒热点以在未来进行有效的病原体监测提供了一种可行的方法。
参考来源： https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01782-4#Sec17
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