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为明确波兰境内 USUV 感染的流行病学状况,波兰国家兽医研究所的研究人员对鸟类展开研究。结果发现 34 只鸟 USUV 阳性且存在非洲 2 和 3 谱系。该研究首次证实其在波兰多区域传播,值得科研读者一读。
在神秘的病毒世界里,有一种来自非洲的病毒 —— 乌苏图病毒(Usutu virus,USUV),它正悄悄在欧洲大陆上 “搞事情”。这可不是个简单的 “角色”,它是一种由蚊子传播的人畜共患虫媒病毒(由节肢动物传播给脊椎动物的病毒),自 1996 年在意大利被首次记录后,就开始在欧洲 “安营扎寨”。截至目前,欧洲至少有 17 个国家都发现了它的踪迹,而且在 2016 年和 2018 年的疫情期间,还导致了大量野生鸟类死亡。
随着时间的推移,乌苏图病毒不断进化,遗传多样性也在增加。它的传播途径主要是通过候鸟从非洲 “迁徙” 到欧洲,然后在欧洲本土继续传播。然而,虽然许多西欧国家对这种病毒的流行病学进行了深入研究,但东欧地区对它的了解却非常有限。像乌克兰和白俄罗斯等东欧国家,几乎没有相关的科学研究。波兰作为东欧的重要国家,在 2022 年 4 月之前,也只能通过几年前的一些血清学调查结果,来推测乌苏图病毒是否在本国存在。直到 2022 年 4 月,在波兹南(大波兰地区)附近的一个蚊子样本中检测到了乌苏图病毒 RNA,才算是有了实锤证据。
面对这种情况,波兰的研究人员坐不住了。他们迫切地想知道,乌苏图病毒在波兰的真实 “势力范围” 到底有多大?它在波兰的鸟类中是如何传播的?带着这些疑问,来自波兰国家兽医研究所家禽疾病系等单位的研究人员,展开了一场与病毒的 “较量”。他们的研究成果发表在了《Veterinary Research》期刊上,论文题目是 “Usutu virus continues to spread across Europe: first report of multiple molecular detections of the USUV Africa 2 and Africa 3 lineages in free-living and captive birds in Poland, July–November 2023”。
研究人员为了揭开乌苏图病毒在波兰的神秘面纱,用到了几个关键的技术方法。首先,他们收集了大量鸟类样本,对这些样本进行处理后,提取其中的 RNA。接着,利用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,检测样本中是否存在乌苏图病毒 RNA。对于检测呈阳性的样本,再使用双向桑格测序(Sanger sequencing)技术进行测序,然后通过系统发育分析(phylogenetic analysis),确定这些病毒属于哪个遗传谱系。
下面来看看研究人员都有哪些重要发现吧。
研究目的与样本采集
研究人员的目标是评估乌苏图病毒在波兰鸟类中的潜在存在情况。为此,他们可谓是 “跋山涉水”,从波兰不同地区收集了 357 只野生和圈养鸟类的尸体。这些鸟类来自 11 个不同的分类目、48 个物种。样本收集时间从 2023 年 5 月下旬持续到 11 月上旬,收集地点包括鸟类环志站、鸟类康复中心,还有一些是来自国家禽流感参考实验室的高致病性禽流感病毒(HPAIV)阴性样本。
实验室检测
考虑到乌苏图病毒对神经组织的 “偏爱”(神经嗜性),研究人员优先选择检测鸟类的大脑。如果大脑样本不可用,就选择肝脏、心肌和脾脏等内部器官混合样本进行检测。对于 HPAIV 阴性样本,则按照禽流感诊断的标准程序,将大脑、内部器官和肠道偶尔混合在一起检测。研究人员把样本制成 20% 的匀浆,提取 RNA 后,用 RT-PCR 技术进行检测。结果发现,有 34 只鸟的检测结果呈阳性,这些阳性鸟类分属于 4 个分类目,其中雀形目(Passeriformes)的阳性鸟类数量最多,有 25 只。
测序与系统发育分析
研究人员对 34 个乌苏图病毒阳性的 RT-PCR 扩增产物进行双向桑格测序,然后将得到的核苷酸序列在 GenBank 数据库中进行比对,确认它们属于乌苏图病毒。接着,研究人员构建了最大似然树(maximum-likelihood tree)进行系统发育分析。结果显示,波兰的病毒株分为两个不同的进化簇,分别与之前确定的乌苏图病毒非洲 2 和非洲 3 遗传谱系相似。而且,在波兰 11 个被调查的省份中,有 8 个省份的样本检测到了乌苏图病毒 RNA,并且在波兰北部和中东部的相邻地区,这两种遗传谱系的病毒同时存在。
从这次研究中,我们能得到不少重要的结论。首先,乌苏图病毒在波兰的分布比之前想象的更广泛,至少在一半的省份都发现了它的踪迹。这意味着它可能已经在波兰 “扎根”,而不是只在靠近邻国的区域活动。其次,波兰发现的乌苏图病毒属于非洲 2 和非洲 3 遗传谱系,这两种谱系之前在法国、德国等其他欧洲国家也出现过。但目前还不清楚这些病毒是从欧洲已有的病毒进化而来,还是新的远距离传入的。
在讨论部分,研究人员也提出了很多值得思考的问题。由于乌苏图病毒主要由库蚊属(Culex)的嗜鸟蚊子传播,波兰不同地区都检测到病毒,说明这些地方可能存在大量的传播媒介。而且,之前有研究表明,波兰的雌性尖音库蚊(Culex torrentium)可以作为乌苏图病毒的冬季宿主,这更加凸显了建立虫媒病毒媒介监测的紧迫性。
另外,这次研究中感染乌苏图病毒的鸟类大多是候鸟,它们在秋季迁徙时被检测到感染。这就引发了猜测,这些鸟类可能在波兰境外,比如北欧感染了病毒,波兰只是它们迁徙途中的一个 “驿站”。不过,像绿头鸭和天鹅等留鸟或部分迁徙鸟类,在非迁徙季节(7 月)也被检测到感染,这又说明病毒在夏季可能已经在波兰当地传播了。
但这项研究也存在一些局限性。由于大多数感染病毒的鸟类已经死亡,研究人员缺乏病毒感染在鸟类体内的发病过程、病理变化等信息,所以无法判断不同鸟类对乌苏图病毒的易感性差异,也不能确定病毒对不同宿主的影响。
总体而言,这次研究意义重大。它首次在波兰不同的候鸟和留鸟中多次检测到乌苏图病毒 RNA,并确定了其遗传谱系。这为波兰后续研究乌苏图病毒敲响了 “警钟”,未来波兰应加强对易感动物的血清学和分子筛查,以及对虫媒病毒媒介的监测。特别是要对流行的乌苏图病毒株进行全基因组测序,深入研究病毒感染与组织病变严重程度的关系,这样才能更好地了解病毒在波兰的传播规律,也有助于全球对乌苏图病毒流行病学的研究。同时,考虑到波兰已发现乌苏图病毒和西尼罗河病毒(WNV),波兰确实有必要将这两种病毒的监测整合起来,进行长期监控,以便及时发现病毒的新动向,保护人类和动物的健康。这场与乌苏图病毒的 “战争”,才刚刚开始,研究人员还在不断努力,争取早日揭开病毒的所有秘密,守护我们的生态家园。