王林发: 又一蝙蝠病毒被发现,具备跨种传播能力

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近日,剑桥大学Kate S. Baker和杜克-新加坡国立大学医学院新发突发传染病研究所所长王林发教授发现了一种全新的蝙蝠源人畜共患传染病副腮腺炎病毒3Achimota pararubulavirus 3AchPV3,它是从非洲稻草色果蝠的尿液中分离得到,主要存在于蝙蝠肾脏细胞中。对AchPV3的基因组进行了测序并与其他副黏病毒科病毒进行了比对分析,发现它与已知的副腮腺炎病毒AchPV2的附着蛋白的进化关系最为紧密,具备跨物种感染人类以及啮齿动物和鼬鼠实验动物物种的能力。相关结果以Achimota Pararubulavirus 3: A New Bat-Derived Paramyxovirus ofthe Genus Pararubulavirus发表在病毒学知名期刊Viruses上。
内容详述:
1、利用原代蝙蝠肾细胞分离新型病毒
科研人员首先在非洲加纳阿克拉城市的稻草色果蝠巢穴中共采集到了72份尿样。从这72份尿样中分离出了一种腺病毒以及两种以前未知的副腮腺炎病毒(AchPV1 and AchPV2)。利用原代蝙蝠肾细胞(PaKi研究人员从同一批次的尿样(U72)中分离出一株副腮腺炎病毒。值得注意的是,先前对尿液样本U72的副黏病毒科病毒进行PCR检测结果为阴性,但对呼吸道病毒、麻疹病毒和肝炎病毒检测结果为阳性,并且Vero细胞中没有分离到副黏病毒科毒株
令人惊讶的是,盲传第二代后的第五天,观察到U72样本出现了一种奇特的CPE(细胞病变),包括细胞融合和多核PaKi细胞的出现。随后取培养瓶中的上清提取RNA并进行RT-PCR,此时副黏病毒重复序列PCR检测呈阳性,呼吸道病毒、麻疹病毒和肝炎病毒重复序列PCR检测呈阴性。对PCR扩增片段进行测序及系统发育分析,结果表明该病毒是一种新型的副腮腺炎病毒,并命名为Achimota pararubulavirus 3 (AchPV3)。
与AchPV1和AchPV2一样,AchPV3可以在原代蝙蝠细胞和Vero细胞上生长。在PaKi和Vero细胞传代前,对原代PaKi细胞进行了冻融处理。在第二代中,PaKi细胞在感染后第三天出现了一种以细胞融合和形成多核细胞为特征的CPE。由于在Vero细胞中未观察到CPE,因此仅从PaKi细胞中获得有效的病毒毒株(在感染后第6天通过纯化稀释获得)。
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2、基因组结构分析
为了表征AchPV3基因组并探索细胞系适应的基因组特征,科研人员对生长在Vero-E6和PaKi细胞上的AchPV3的整个基因组进行了测序分析。结果显示AchPV3的基因组结构与现有的副腮腺炎病毒极其相似。AchPV3基因组全长为15600 nt,比AchPV1(15624 nt)稍短,略长于AchPV2(15504 nt)。总的来说,它与AchPV1和AchPV2具有非常相似的基因组结构,编码八种蛋白质:核衣壳蛋白(N,513 AAs)、基质蛋白(M,376 AAs)、融合蛋白(F,527 AAs)、附着蛋白(HN,587 AAs)和聚合酶蛋白(L,2273 AAs),以及重叠的V蛋白(238 AAs)、W蛋白(168 AAs)和磷蛋白(P,395 AAs)。
3、系统发育分析
系统发育分析显示,AchPV3附着蛋白与AchPV2附着蛋白关系最为密切,并与其他副腮腺炎病毒的附着蛋白同属一个分支。蛋白质序列分析显示,AchPV3附着蛋白保留了副腮腺炎病毒六肽保守序列(于AchPV3附着蛋白的214位氨基酸),但不被认为是神经氨酸酶活性所必需的保守的NRKS基序。因为与AchPV1不同的是,AchPV2似乎能够跨物种感染人类以及啮齿动物和鼬鼠等实验动物物种
4、电镜观察
对感染AchPV3的PaKi细胞培养物的电镜分析证实了存在副黏病毒科病毒。对细胞切片观察显示,非膜结构的细胞质包涵体均匀地包裹着相互缠绕的核糖核酸蛋白(RNP)。在形态结构上,包涵体与阴性对照电镜下观察到的含有多股人字形RNP的多形性颗粒支持了副黏病毒科的鉴定。
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结论:
蝙蝠是病毒性人畜共患病的重要来源。其中,副粘病毒科副腮腺炎病毒属包含的病毒大部分来自蝙蝠,且种类繁多,分布广泛。本研究主要描述了一种来自非洲果蝠的新型副黏病毒AchPV3,对其基因组进行了测序,并阐述了其与相关副黏病毒的进化关系
系统发育和遗传分析证实,AchPV3是源于蝙蝠的副腮腺炎病毒属的成员,该属已知包括人畜共患病病原体,这表明AchPV3是一种新型的潜在人畜共患病病毒
AchPV3附着蛋白与AchPV2附着蛋白的进化关系最为紧密这可能表明这两种病毒的共同进入方式和宿主范围。这一点非常值得关注,因为与AchPV1不同的是,AchPV2能够跨物种感染人类以及啮齿动物和鼬鼠实验动物物种
本研究也提示我们,对AchPV3和其他副腮腺炎病毒的持续研究是一个重要的研究领域,它将增进我们对宿主限制性决定因素以及最终从蝙蝠向人类传播病毒的理解。
参考文献:
  • Achimota Pararubulavirus 3: A NewBat-Derived Paramyxovirus of the Genus Pararubulavirus. Viruses 2020, 12, 1236.https://doi.org/10.3390/v12111236

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