Viruses:石正丽课题组在中国蝙蝠种群中发现新型弹状病毒

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蝙蝠隶属于翼手目,是哺乳动物中数量仅次于啮齿目的第二大目,迄今已发现1350个物种。它们不仅具有持续飞行、特殊的免疫系统、独特的生活习性以及寿命长等特征,而且是各种人畜共患病病原体的天然宿主。在过去的20年中,已证明或怀疑许多传染病与蝙蝠有关,包括严重急性呼吸综合征(SARS)、中东呼吸综合征(MERS)以及2019年冠状病毒病(COVID-19)等等。

迄今为止,科学家已经描述了三个与蝙蝠相关的属,分别命名为狂犬病毒属、水疱病毒属和Ledantevirus属,这三个属均归类于弹状病毒科(Rhabdoviridae)。然而在中国,蝙蝠相关弹状病毒的流行和分布很大程度不为所知。

2021年1月5日,中国科学院武汉病毒研究所联合中国科学院大学在Viruses发表了题为Characterization of Novel Rhabdoviruses in Chinese Bats的研究性文章。该研究利用RT-qPCR对来自63种不同蝙蝠物种的1044个大脑和3532个唾液样本进行大型回顾性研究,最终鉴定出6个在中国蝙蝠种群中传播的新型弹状病毒病毒株

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图片来源:Viruses

中国蝙蝠种群中发现新型弹状病毒

 
2006年至2018年间,科学家在中国 21个省份共收集了 4576个样本,包括蝙蝠大脑(n=1044)和唾液拭子(n=3532)样本,这些样本来自 8 科 23 属的63种蝙蝠物种。样本中最具代表性的四个省份是广东(n=1285; 28.1%)、云南(n=1210; 26.4%)、广西(n=893; 19.5%)和湖北(n= 582;12.7%)。

在所取样的八个不同蝙蝠科中,除一个(狐蝠科Pteropidae)外,其余均与食虫蝙蝠有关。其中与蝙蝠科(Vespertilionidae)有关的样本数量最多(n =1388;30.3%),其次是菊头蝠科(Rhinolophidae)(n=1243; 27.2%)和蹄蝠科Hipposideridae(n=946;20.7%)。


研究者使用RT-qPCR方法在蝙蝠大脑中筛选出6个可疑的新型弹状病毒样本,分别为样本958、1017、1127、D170001、D170022和D170190。六个病毒样本都在属于菊头蝠属Rhinolophus的蝙蝠中检测到,来自两个省份:海南和湖北。

样品1127是2007年8月在海南省琼中的中菊头蝠(Rhinolophus affinis)中采集的。另外5个样品是从湖北省咸宁市的中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)中采集的,样品958、1017和D170190分别于2007年5月(样品958和1017)和2017年3月(样品D170190)采集于太乙洞,而样品D170001和D170022则是2017年3月采集于距太乙洞34公里的隐水洞

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图片来源:Viruses

新型弹状病毒有感染人类的风险吗?

 
为了确定新型弹状病毒的感染能力,研究者首先利用RT-qPCR检测了原始感染蝙蝠的不同器官样本中六种新型弹状病毒的病毒 RNA 浓度。在所检测的器官中,病毒浓度都很高,在1.12×108 拷贝/g到1.62×1012 拷贝/g之间。唯一的例外是在肠道中发现的分离株 958 的病毒 RNA 浓度(4.68×105 拷贝/g)。这些表明,新型弹状病毒可以感染蝙蝠多个器官,并且病毒载量很高

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图片来源:Viruses

研究者进一步研究新型弹状病毒在不同细胞系中的致病作用。通过在不同细胞(C6-36(ATCC CRL-1660)、Vero (ATCC CCL-81)、Vero E6(ATCC CRL-1586) 和 Rhinolophus sinicus)中进行培养,研究者未观察到任何可见的细胞致病作用,通过特定的RT-qPCR也未检测到阳性 RNA。同样,在新生小鼠脑内接种分离的病毒株也不会导致死亡或任何临床症状,安乐死后小鼠脑中也检测不到病毒 RNA。

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图片来源:Cell Death Discov

新型弹状病毒基因组特征和序列分析

 
基于 NGS 和Sanger 测序,六个病毒样本完整的基因组序列几乎全部被解析出来,长度从10868到10952 nt。所有六个基因组都表现出典型的弹状病毒组织,由五个经典基因组成,分别为编码核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、糖蛋白(G) 和聚合酶(L)的序列。五个分离株(1127、1017、D170001、D170022 和 D170190)的基因组特征与水疱病毒高度相似, N、M 和 L 蛋白的大小都相同,分别为 423 aa(1269 nt)、209 aa(627 nt) 和 2105 aa(6315 nt)。并且与其他四个分离株P(255 aa ;765 nt)和G (513 aa ;1539 nt)蛋白相比,只有分离株 1127 表现出 P(241 aa, 723 nt) 和 G(521 aa, 1563 nt) 蛋白的长度差异。与 Ledanteviruses 相关的分离株 958 具有该属中最短的基因组(10,933 nt)。N、P、M、G 和 L 蛋白的长度分别为 428 aa(1284 nt)、283 aa(849 nt)、194 aa(582 nt)、536 aa(1608 nt) 和 2121 aa(6363 nt) 。

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图片来源:Viruses

研究者对中国6种蝙蝠弹状病毒的L蛋白全氨基酸序列和核苷酸基因组序列进行了系统发育分析。四个分离病毒1017、D170001、D170022和D170190形成一个单系群,被认为是一个假定的新弹状病毒种,暂定名为隐水蝙蝠病毒(YSBV))。

初步鉴定为琼中蝙蝠病毒(QZBV)的1127属于中国水泡病毒属景洪蝙蝠病毒(JHBV)种,分离的病毒958被初步归类为太乙蝙蝠病毒(TYBV)种。通过对核苷酸基因组序列的系统发育分析进一步证实在YSBV(分离株1017、D170001、D170022和D170190)和QZBV(分离株1127)属于水泡病毒属,而TYBV(分离株958)与Ledantevirus属有着密切的关系。

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图片来源:Viruses

小结

 
目前研究已经清楚地表明,蝙蝠是病毒的主要宿主,也是一些新出现或重新出现的病毒性人畜共患病的载体。本文的研究者通过中国国内蝙蝠样本的筛选,鉴定出6个新型弹状病毒株,其中太乙蝙蝠病毒 (TYBV) 属于 Ledantevirus 属,隐水蝙蝠病毒 (YSBV) 和琼中蝙蝠病毒 (QZBV) 均属于水疱病毒属。除此以外,研究者还对新型弹状病毒感染人类的风险进行探究,初步确定了新鉴别出的6种病毒不具备感染人类的风险。


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END

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