日本貉粪便中新型 RNA 病毒的发现及其潜在风险研究

【字体: 时间:2025年02月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究日本貉携带病毒情况,研究人员分析其粪便样本,发现多种病毒,对了解病毒传播有重要意义。

  在广袤的自然界中,貉作为一种广泛分布的动物,与人类和其他生物的生活有着千丝万缕的联系。然而,关于日本地区貉所携带的病毒情况,长期以来却鲜为人知。已知貉能携带多种对动物和人类有害的病原体,如狂犬病病毒、日本脑炎病毒等,但针对日本貉携带病毒的详细研究却极为有限。这一知识空白,就像隐藏在黑暗中的谜题,吸引着科研人员去探索。因为了解这些病毒,不仅有助于我们掌握病毒在自然界的传播规律,还能评估其对公共卫生和生态系统的潜在影响,所以开展相关研究迫在眉睫。
为了揭开这个谜题,来自东京农业大学、大阪医科药科大学、麻布大学等机构的研究人员,踏上了探索之旅。他们聚焦于日本貉粪便中的病毒,通过一系列研究,取得了重要发现。相关研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上。

研究人员为了开展此项研究,采用了多种关键技术方法。首先,从两个不同环境(城市周边大型绿地和小岛)采集貉粪便样本。然后,运用宏转录组分析技术,全面检测样本中的病毒。接着,利用 RT-PCR 和 Sanger 测序技术,对检测到的病毒进行基因测序,以确定病毒的种类和特征 。

研究结果如下:

  1. 鉴定出近乎完整的病毒基因组并确认粪便样本来源:研究人员从两个不同环境的貉粪便样本中,通过宏转录组分析、RT-PCR 和 Sanger 测序,鉴定出了属于不同病毒属的近乎完整的病毒基因组,包括犬 kobuvirus(CaKoV)、未分类的犬 sapelovirus(CaSaV)、犬 astrovirus(CaAstV)、未分类的 hepe - astro - like 病毒(Bast - like V)和未分类的 dicistrovirus(DiciV)。同时,通过对线粒体 DNA(mtDNA)的细胞色素 b(Cytb)基因和 D - loop 高变区部分序列分析,确认了粪便样本确实来自貉,且两个采样点的貉种群在遗传学上存在差异。
  2. 检测到 CaKoVs,包括一种重组菌株:在两个采样点的貉样本中都检测到了 CaKoV。通过对其 3D 区域和 VP1 区域进行系统发育分析,发现不同采样点的 CaKoV 菌株存在差异,且其中一个来自 Site 1 的 CaKoV 菌株(CaKoV_Kodo2023 - 40)疑似发生了重组事件,可能是由来自不同采样点的病毒重组产生的。
  3. 在日本首次鉴定出 CaSaV:此前 CaSaV 在日本尚未有报道,此次研究人员在 Site 1 的貉样本中检测到两个完整的 CaSaV 基因组。系统发育分析表明,日本貉的 CaSaV 与中国犬和美国污水中的 CaSaV 菌株相关,但又形成了独立分支,显示出其在貉种群中的独特进化路径。
  4. 检测到与韩国貉 CaAstVs 密切相关的 CaAstV:从 Site 1 的单个样本中获得了不完整长度的 CaAstV 序列,通过设计引物扩增并测序,得到了完整编码序列(CDS)。系统发育分析显示,该 CaAstV 与日本污水中检测到的 CaAstV 关系较远,却与韩国貉的 CaAstV 密切相关,暗示它们可能有共同祖先并在不同地区平行进化。
  5. 在两个区域的貉中鉴定出 DiciVs:在 Site 1 和 Site 2 的貉样本中都鉴定出了 DiciV,且分为两个基因型。系统发育分析发现,貉的 DiciV 与来自英国松鼠、中国小熊猫和蝙蝠的 DiciV 关系密切,形成了一个主要由哺乳动物宿主的 DiciV 组成的大簇。虽然 DiciV 通常被认为感染节肢动物,但在貉中的广泛检测和高序列同源性表明其可能存在直接感染哺乳动物的可能性。
  6. 病毒在粪便样本中的频率:通过 RT - PCR 检测不同病毒在貉粪便样本中的频率,发现 CaSaV 和 Bast - like V 仅在 Site 1 的部分样本中检测到,CaKoV、CaAstV 和 DiciV 在两个采样点的样本中均有检测到,但频率有所不同。由于样本采集自公共厕所,实际流行率可能存在偏差,研究人员通过模拟计算了样本重叠比例并调整了有效样本量。
  7. 计算机模拟宿主范围预测:基于系统发育分析和已知病毒宿主信息,研究人员利用核苷酸组成分析和线性判别分析(LDA)对 Bast - like V 和 DiciV 进行计算机模拟宿主范围预测,结果显示它们均聚类在无脊椎动物组,但与哺乳动物相关的 DiciV 聚类情况又暗示其可能具有感染哺乳动物的潜力。

综合上述研究结果,研究人员发现貉携带多种与犬相关的病毒,如 CaKoV、CaSaV 和 CaAstV,这些病毒可能在貉种群中维持和进化。同时,还鉴定出了 Bast - like V 和 DiciV,尽管最初认为它们是通过饮食摄入,但在貉中的广泛存在和与哺乳动物相关菌株的序列同源性表明它们可能存在直接感染哺乳动物的情况。这项研究首次对日本貉粪便进行宏转录组分析,为深入了解这些病毒的生态学和传播动力学奠定了基础。然而,研究也存在一定局限性,如计算机模拟宿主范围预测方法存在局限性,需要更多研究来准确评估病毒的宿主范围和潜在风险。未来,进一步的研究对于明确貉在这些病毒传播中的作用至关重要,这将有助于我们更好地预防和控制可能的病毒传播事件,保护人类和动物的健康。
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