专栏名称: 生命科学前沿
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PNAS | 广泛传播的人类戊型肝炎病毒,其源头竟来自这些动物,跨物种传播潜力巨大

生命科学前沿  · 公众号  ·  · 2024-12-28 13:15

正文

肝炎E病毒(HEV)属于Hepeviridae科,是一种单股正义RNA病毒,具有约7.2 kb的基因组。它主要通过口服途径传播,尤其是在缺乏良好卫生设施的地区。 HEV感染通常引起急性肝炎,并可能导致严重的临床表现,特别是在孕妇中,可能引发致命的肝衰竭。

HEV是全球范围内引起急性肝炎的主要原因之一,尤其在发展中国家更为常见。根据世界卫生组织(WHO)的估计, HEV每年导致超过40,000人死亡。其传播途径主要是口-粪途径,尤其是通过受到污染的饮用水和食物。 尽管目前已有针对HEV的疫苗上市,但HEV的传播依然广泛,特别是在工业化国家。 因此,了解HEV的主要载体和基因演化就显得至关重要。

2024年12月9号, PNAS 在线发表了一篇名为“Ancient evolutionary origins of hepatitis E virus in rodents”的研究论文,该研究 探讨了与肝炎E病毒(HEV;Hepeviridae科)相关的啮齿动物和蝙蝠携带病毒的潜力。 通过对全球多个地区(包括非洲、亚洲和拉丁美洲)108种啮齿动物和鼩鼱的2,565个肝脏样本进行基因组数据挖掘,并使用RT-PCR技术进行hepevirus的检测,研究者发现了两种基因上差异较大的啮齿动物相关hepeviruses,以及两种与已知蝙蝠相关的hepeviruses相似的病毒株。 研究结果揭示了人类HEV的家族谱系,强调了对啮齿动物相关hepeviruses的监测和实验风险评估的必要性。

HEV感染每年造成超过40,000人死亡,主要由有蹄类动物传播,偶尔由大鼠传播, 突显了啮齿动物携带的hepevirus的潜在跨物种传播风险。HEV在全球范围内每年造成大约2000万例感染和44000例死亡,且传播广泛,特别是在工业化国家和发展中国家。在这里,作者 探讨了来自不同动物宿主的不同类型的肝炎E病毒(HEV)及其基因演化,特别是啮齿类动物(如老鼠)在HEV基因组树中的作用。

1. HEV 基因组,及与 HEV 相关的宿主相互作用因素

啮齿动物作为病毒的宿主

研究表明,啮齿动物,特别是老鼠,可能是肝炎E病毒基因谱系的重要驱动因素。通过大规模的数据挖掘和田野调查,研究人员发现啮齿动物中存在多种新型的HEV类型,这些类型与已知的HEV存在显著的基因差异。 与人类相关的HEV(主要是基因型1和2)主要由猪和其他偶蹄动物宿主提供,但来自啮齿动物的病毒表现出高度的遗传多样性,且这些病毒在演化上与人类HEV相对较远。

病毒基因组分析

通过对7.67百万条测序数据的分析,研究发现137种HEV中有4种病毒在基因组上与已知的HEV显著不同。 这些差异主要集中在开放阅读框1(ORF1)、ORF2和ORF3的氨基酸序列上,表明这些病毒可能具有与宿主适应相关的基因特征。 研究还发现,啮齿类动物的HEV与其他种类的HEV,如蝙蝠、鸟类等病毒的基因组差异显著,进一步证明了 啮齿类动物在HEV的演化树中的特殊地位。

HEV的宿主转移

通过贝叶斯分析和祖先状态重建,研究人员发现,HEV的进化历史表明,人类相关的HEV可能在猪等偶蹄动物中起源,并且这种病毒可能经历了多次宿主转移事件。 啮齿动物被认为是HEV宿主转移的主要来源,特别是这些小型哺乳动物在病毒传播中的作用至关重要。

2. 肝炎病毒流行病学和进化

病毒跨物种传播

在某些情况下,啮齿动物和与其共生的鼩鼱之间存在病毒的跨物种传播,这可能导致新型病毒株的出现。文章中指出,啮齿类动物可能是多种HEV基因型的来源,特别是那些未被充分研究的地区,如西非和中亚。

研究的局限性与挑战

本研究存在一些局限性,如样本采集的时间和空间分布不完全,RT-PCR检测可能未能发现一些遗传差异较大的病毒类型,以及公共数据库中宿主基因组数据的不完整。

虽然已有研究模型如RHEV(鼠类肝炎E病毒模型)可以用来研究HEV,但对人类相关HEV的动物模型仍然难以建立。

结论和未来的研究方向

该研究强调了啮齿动物在HEV基因谱系中的关键角色,尤其是在病毒的宿主转移过程中。 研究人员呼吁加强对啮齿动物和鼩鼱等小型哺乳动物中HEV的监测和风险评估。此外,考虑到啮齿动物与HEV的关系,可能需要优化现有的HEV动物模型,以便更好地研究人类相关HEV的传播机制。

总结

该研究表明,啮齿类动物在HEV的传播和进化中起着重要作用,特别是在未被广泛研究的地区。 通过基因组分析和田野调查,研究人员发现,啮齿类动物中存在大量具有遗传差异的HEV类型,这些类型可能对HEV的基因演化和宿主适应产生深远影响。 鉴于啮齿类动物在HEV的传播中扮演重要角色,未来应加强对这些动物中的HEV病毒的监测和风险评估,以应对可能的健康威胁。

论文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.2413665121








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