中国学者同日2篇Nature揭示病毒进化进程本周

中国疾病预防控制中心传染病预防控制所张永振研究团队在《自然》杂志发文称，通过对214种RNA病毒进行大规模的Meta转录组分析，理清了它们在爬行、两栖、鱼等动物群体中的进化关系，并发现这些RNA病毒尽管拥有不同的寄主，但都可以在不同宿主中共进化。

与此同时，另一组由中外学者组成的团队通过一个案例，阐述了他们发现的一种新型冠状病毒在不同物种间的传播以及共进化。相关研究在线发表在同一期的《自然》杂志上。武汉病毒研究所周鹏青年研究员、军事科学院范航助理研究员、华南农业大学蓝天副教授为文章并列第一作者，武汉病毒研究所石正丽研究员、军事科学院童贻刚教授、华南农业大学马静云教授、新加坡DUKE-NUS王林发院士和美国生态联盟Peter Daszak为共同通讯作者。

2016年11月，中国疾病预防控制中心（CDC）传染病预防控制所张永振研究员（目前兼任复旦大学附属上海市公共卫生临床中心/生物医学研究院教授）在Nature杂志上以长文形式发表题为 Redefining the invertebrate RNA virosphere 的重大研究成果，对无脊椎动物RNA病毒圈进行了重新界定。时隔一年半不到，该团队再一次在Nature杂志上以长文形式发表论文，论文题为The evolutionary history of vertebrate RNA viruses，通过使用大规模的元转录组学方法，发现爬行动物、两栖动物、肺鱼、鳍条鱼、软骨鱼和无颚鱼中的214种脊椎动物相关病毒。对揭示脊椎动物整个进化历史中各种病毒-宿主的关联性具有重要的意义。

RNA病毒具有高度遗传多样性，而目前人们对整个RNA病毒的进化过程所知还十分有限。对于无脊椎动物RNA病毒来说，2016年，张永振团队在Nature发表的文章显示，他们在湖北、浙江和新疆陆地地区以及黄海、东海和南海海洋地区调查了九个动物门（节肢动物门、环节动物门、星虫动物门、软体动物门、线形动物门、扁形动物门、腔肠动物门、棘皮动物门、脊索动物门背囊亚门）超过220种无脊椎动物，通过深度转录组测序共计发现超过1445种全新的病毒，其中一些病毒与现有已知病毒的差异性足以把它们定义为新的病毒科。该研究在发表的论文中直接命名了五个新的病毒科或病毒目——越病毒、秦病毒、赵病毒、魏病毒和燕病毒（这部分内容来源于疾控中心官网报道）。

对于脊椎动物RNA病毒来说，对其多样性和进化的理解很大程度上局限于在哺乳动物和禽类宿主中发现的病毒。在张永振团队最新的这项研究成果中，研究人员对能够代表脊索动物门（phylum Chordata）的超过186种宿主物种进行了一个大规模的元转录组分析（meta-transcriptomics），最终鉴定到了过去未曾报道过的214种脊椎动物相关病毒，其中196种被认为是脊椎动物特异性的（vertebrate-specific）。这些数据表明，与此前的认识相比，在鸟类和哺乳动物以外的脊椎动物中，RNA病毒数量更多，多样性更显著。特别值得注意的是，每一个已知感染哺乳动物和鸟类的脊椎动物特异性病毒家族或属也同样存在于两栖动物、爬行动物或鱼类。

同时，该研究还为大多数脊椎动物RNA病毒群建立了长期的进化历史，并使用直系同源内源病毒元件评估进化时间尺度（evolutionary timescales）来支持这一观点。特别值得一提的是，作者在论文讨论部分提到，鉴于我们对RNA病毒多样性的取样仍然非常有限，将一个特定的寄主群体鉴定为另一个寄主群体的祖先显然是太简单化了，或许还会是错误的。此外，该研究还鉴定新的脊椎动物特异性RNA病毒和基因组结构，并重新评估媒传RNA病毒（vector-borne RNA viruses）的进化。

综上，该研究揭示了脊椎动物相关病毒家族的长期病毒-宿主关系，拓展了人们对RNA病毒进化的认识。

2016年10月底，广东清远一种猪场暴发仔猪致死性疾病，发病仔猪表现为严重急性腹泻、呕吐、体重迅速下降，5日龄以下的仔猪死亡率高达90%。其他三个猪场随后也出现了疫情。截至2017年5月，共造成24693头仔猪死亡。根据临床症状，研究人员对病猪样本进行了猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎病毒等已知猪腹泻相关病毒的检测。然而在疾病暴发高峰期，所有病毒检测结果均为阴性，表明该疾病是一种新发疾病。随后，对肠道样本的高通量测序结果、病毒分离和感染实验证实，该疾病的病原是一种冠状病毒，将其命名为猪急性腹泻综合征冠状病毒，简称SADS冠状病毒（swine acute diarrhea syndrome coronavirus, SADS-CoV）。

对SADS冠状病毒的基因组序列分析为寻找病毒的来源提供了线索：SADS病毒与2007年香港大学首次发现的蝙蝠冠状病毒HKU2基因组序列高度相似，全长序列一致性达95%，但囊膜蛋白（S蛋白）的氨基酸序列一致性只有86%。这表明HKU2虽不是SADS冠状病毒的直接祖先，但两者在遗传进化上关系相近，暗示SADS冠状病毒来源于蝙蝠。研究团队随即对2013-2016年期间在广东采集的591份蝙蝠样品进行了SADS冠状病毒特异性定量PCR检测，共有58份结果为阳性，阳性样品基本来自菊头蝠。其中一株在发生疫情猪场附近的蝙蝠洞穴中发现的冠状病毒与SADS病毒的全基因组序列一致性高达98.48%，其S蛋白氨基酸序列一致性在98%以上。结果进一步表明引起这次仔猪腹泻疫情的SADS冠状病毒来源于蝙蝠HKU2相关冠状病毒的跨种传播。根据对和病猪有密切接触的猪场工作人员的血清学调查结果，尚无证据显示SADS冠状病毒可进一步跨种感染人。

SADS和2002-2003年暴发的严重急性呼吸综合征（SARS）具有诸多相似之处：两者均发生于广东，都由新发冠状病毒引起，源头都是菊头蝠。蝙蝠是多种冠状病毒的自然储存宿主。SADS冠状病毒的发现与溯源研究证实蝙蝠携带的某些冠状病毒可跨种传播至家畜并造成严重疾病。针对蝙蝠持续开展冠状病毒的监测，发现、鉴定对人畜健康构成潜在威胁的蝙蝠冠状病毒，对于防控新发传染病、保障畜牧业生产安全具有重要意义。

（来源：中国病毒学论坛）

原文出处：

1. Shi M, Lin XD, Chen X, Tian JH, Chen LJ, Li K, Wang W,Eden JS, Shen JJ, Liu L, Holmes EC, Zhang YZ. The evolutionary history ofvertebrate RNA viruses. Nature. 2018 Apr 4. doi: 10.1038/s41586-018-0012-7.[Epub ahead of print]

链接：

http://www.nature.com/articles/s41586-018-0012-7

2.Zhou P, Fan H, Lan T, Yang XL, Shi WF, Zhang W, Zhu Y, Zhang YW, Xie QM, Mani S,Zheng XS, Li B, Li JM, Guo H, Pei GQ, An XP, Chen JW, Zhou L, Mai KJ, Wu ZX, LiD, Anderson DE, Zhang LB, Li SY, Mi ZQ, He TT, Cong F, Guo PJ, Huang R, Luo Y,Liu XL, Chen J, Huang Y, Sun Q, Zhang XL, Wang YY, Xing SZ, Chen YS, Sun Y, LiJ, Daszak P, Wang LF, Shi ZL, Tong YG, Ma JY. Fatal swine acute diarrhoeasyndrome caused by an HKU2-related coronavirus of bat origin. Nature. 2018 Apr4. doi: 10.1038/s41586-018-0010-9. [Epub ahead of print]