蝙蝠刷新认知！协和医学院团队分析13000份蝙蝠样本，发现数百种新型病毒！|冠状病毒|协和医学院|基因改造病毒|宿主|样本|病毒科|蝙蝠

蝙蝠是生态系统中不可或缺的一环，更是多种病毒的天然宿主。协和医学院病原生物学研究所的吴志强团队在《Microbiome》杂志最新发表的研究通过对超过13,000份蝙蝠样本的精心研究，成功鉴别出数百种新型病毒，其中一些病毒与人类健康有着密切的关系。

结果显示，这些夜间活动的生物体内病毒种类繁多，这一现象促使我们重新评估它们在公共卫生领域所扮演的角色。加强对这些具有跨物种传播潜力的病毒的认知与监测，对于防范未来疫情具有极其重要的意义。

自2010年起，吴志强研究团队就专注于蝙蝠、鼠类等疫源动物的病毒组特征，以及重要病毒跨种机制的研究。此前，该团队在Lancet、Natl Sci Rev、Microbiome、Nat Commun、ISME J、Emerg Infect Dis、J Virol等刊物上连续发表的一系列研究成果，从多个方面为冠状病毒、副黏病毒、沙粒病毒等重要病原体的起源进化及其跨宿主传播特征的研究，提供了丰富的基础数据和深刻的理论支撑。

吴志强团队课题组/野生动物病毒组研究组

一、研究背景

蝙蝠（隶属于翼手目）是众多新兴人畜共患微生物的关键宿主，这些微生物涵盖了亨尼帕病毒、狂犬病病毒以及SARS相关冠状病毒。尽管科学家们持续在蝙蝠群体中发掘新病毒，但仍有许多病毒种类尚未得到全面研究与详尽描述，这更加凸显了开展进一步研究的紧迫性，以明确这些病毒的进化历程和分类归属。

二、实验结果

1、翼手目病毒研究的最新进展

在2016年至2021年期间，研究团队在中国范围内，从隶属于8个科的54种蝙蝠中精心收集了总计13,105份拭子样本。这些样本主要来源于热带及亚热带区域，尤其值得注意的是，广东、广西以及云南三地的样本展现出了极高的物种多样性和丰富程度（见图1a、图1b、图1c）。进一步运用主成分分析（PCA）技术揭示，除了上述三个省份外，其余地区的样本收集分布情况相对均衡，没有明显的偏差（见图1d）。

在脊椎动物病毒的数据集中，蝙蝠占据了病毒序列的主体地位。尤其值得关注的是，在里氏大足蝠（学名：Myotis ricketti）的样本里，科学家们发现了与水生环境相关病毒具有相似性的序列，这一发现或许与其捕食小鱼的习性息息相关。在已识别的病毒种类中，冠状病毒科（Coronaviridae）的检出频率最高，达到了约87.04%，紧随其后的是细小病毒亚科（Parvovirinae），其检出率为86.24%，以及Picorna病毒科（Picornaviridae），其检出率也高达80.42%。

图1样本信息

2、蝙蝠体内脊椎动物病毒的种类多样性探索

在深入分析378个样本库后，研究团队从蝙蝠样本中共提取出846种脊椎动物病毒株，其中有120种病毒可能代表着全新的病毒种类，这包括了74种DNA病毒与46种RNA病毒。这些新发现的病毒跨越了16个病毒科，主要源自Vespertilionidae科蝙蝠，其次是Hipposideridae科和Rhinolophidae科，而Emballonuridae科则在每样本中新病毒的占比上位居前列。特别地，DNA病毒中的腺病毒在蝙蝠种群中展现出了高度的多样性和广泛的地理分布（见图2a）。通过主成分分析（见图2b,c），研究团队发现广东、广西、浙江以及云南的样本区域，以及Picornaviridae、Papillomaviridae和Parvovirinae这三个病毒科存在显著的聚类特征。

此外，Rhinolophus属和Hipposideros属的蝙蝠在病毒共享数量上占据领先地位，这暗示了它们在病毒传播网络中可能扮演着至关重要的角色。宿主-病毒关联网络进一步揭示了Hipposideros属和Rhinolophus属在病毒传播中的中心地位，而Picornaviridae、Parvovirinae和Astroviridae这三个病毒科则在网络中心性上表现突出。从地域分布来看，中国东南部和西南部的蝙蝠种群展现出了最高的病毒种类多样性，相比之下，北部地区和青海省的病毒多样性则相对较低（见图3a）。

图2 蝙蝠病毒组的脊椎动物相关状态

图3 中国范围内蝙蝠体内病毒多样性的分布

3、蝙蝠中脊椎动物病毒的进化关联研究

研究团队对蝙蝠体内发现的脊椎动物病毒的进化关联进行了细致探究。他们发现，Picornaviridae和Caliciviridae两个病毒科在蝙蝠的多个属中呈现出广泛的分布态势，而相比之下，Papillomaviridae病毒科的病毒则显得宿主范围较为局限（见图4）。在Flaviviridae病毒科中，仅见Pestivirus属的成员存在。另外，Adenoviridae、Astroviridae和Hepeviridae这三个病毒科的蝙蝠病毒则表现出了宿主特异性的聚类特点。

值得注意的是，在Polyomaviridae病毒科中，研究团队新发现的病毒株跨越了多个病毒属，甚至还包括了一个最新识别出的病毒株分支。对于Orthoherpesviridae病毒科的蝙蝠病毒，它们仅在Betaherpesvirinae和Gammaherpesvirinae两个亚科中被发现，而Alphaherpesvirinae亚科中则未检测到蝙蝠病毒的存在。此外，在Retroviridae病毒科中，研究团队还同时检测到了内源性和外源性病毒的存在。

尤为引人注目的是，研究人员在中国的Rhinolophus属蝙蝠以及其他小型蝙蝠体内，成功鉴定出了一种全新的痘病毒。这些新发现的病毒与已知的痘病毒在进化关系上存在显著差异，且遗传距离较远，因此它们有可能代表着痘病毒科中的一个全新物种（见图5a和5b）。

图4 关于11个脊椎动物病毒家族病毒序列的进化关联性分析

图5 病毒的系统发育分析

4、新病毒种类的鉴别与发现

研究团队依据与已知病毒科系统发育树的对比结果，并结合新分支的发现，对这些新病毒进行了细致的分类。在腺病毒科（Adenoviridae）中，他们利用DNA聚合酶基因（DPOL）的p距离对新发现的Mastadenovirus进行了分类；而对于Astroviridae科和Hepeviridae科的病毒，则是根据RNA依赖的RNA聚合酶（RdRp）基因的p距离来进行分类的。在黄病毒科（Flaviviridae）领域，新发现的Pestivirus与已知的猪瘟病毒（Pestivirus）之间存在着紧密的遗传关联（见图5c）。

此外，研究团队还对疱疹病毒科（Herpesviridae）和乳头瘤病毒科（Papillomaviridae）的成员进行了系统的分类（分别见图6a和图6b），并基于大T抗原（LTAg）基因的核苷酸序列差异，对多瘤病毒科（Polyomaviridae）的新成员进行了准确的鉴定。这些研究结果不仅凸显了蝙蝠作为新兴病毒宿主的多样性和复杂性，还为病毒分类学领域带来了新的认识和见解。

图6 对乳头瘤病毒亚科病毒进行的系统发育分析

三、总结

该研究团队对中国多个地区在2016年至2021年间采集的13,105份蝙蝠样本进行了深入的重分析，并将这些数据与全球范围内的蝙蝠病毒组学信息进行了综合比对。在前期研究中，他们已鉴定出1140余株携带冠状病毒的蝙蝠以及94株携带副黏病毒的蝙蝠。此次分析中，他们进一步鉴定出了846种与脊椎动物相关的病毒，其中有120种可能是新型病毒。

这些新型病毒展现了高度分化的病毒谱系，且其进化分支在全球范围内广泛分布。值得注意的是，其中一些病毒与已知的人类和牲畜病原体，例如痘病毒和瘟病毒，存在着密切的跨地域甚至跨大洲的遗传联系。

本文在重新构建全球蝙蝠所携带DNA及RNA病毒的进化关系与分类体系的基础上，提出了一个重要观点：蝙蝠病毒的跨物种传播主要受生态因素和行为因素的驱动，而非单纯的生物学因素。文章进一步强调了，在“一个健康”（One Health）的理念框架下，优先开展监测工作和病毒发现具有极高的必要性。这一研究为相关领域提供了具有重要参考价值的洞见。