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中国腹泻猪中新发现人畜共患Gemykibivirus的宏基因组鉴定及其跨种传播进化研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Transboundary and Emerging Diseases 3.5
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(编辑推荐)本研究通过宏基因组测序(mNGS)在中国腹泻猪体内鉴定出一种新型Gemykibivirus(pGkV),其基因组结构与人类源毒株高度相似,系统发育分析揭示其属于人畜共患Gemykibivirus(ZooGkV)分支。研究首次证实猪源毒株与人类临床分离株的CAP/REP蛋白完全一致,并通过重组信号分析揭示了该属病毒的跨宿主传播机制,为CRESS-DNA病毒(Rep-encoding ssDNA)的进化与公共卫生风险提供了关键证据。
3.1 猪源新型病毒的发现与基因组特征
通过MGISEQ-2000平台单端测序(SE100)从腹泻猪样本中鉴定出2200 nt的环状单链DNA病毒,其非核苷酸基序[TAAAATTTA]和双向编码的CAP/REP蛋白(含rep基因内含子)符合CRESS-DNA病毒特征。基因组注释显示该病毒与已知猪源Gemykibivirus差异显著,被命名为pGkV。
3.2 Gemykibivirus属的系统发育重构
基于216个CRESS-DNA病毒REP蛋白的最大似然树显示,pGkV与Genomoviridae科形成100%支持率的单系群,进一步属级分析(84个代表株)确认其归属于Gemykibivirus(支持率88%)。跨宿主谱系分析揭示该属涵盖哺乳动物、鸟类乃至昆虫宿主,而pGkV与人类临床分离株聚集成"ZooGkV"分支(支持率100%),提示潜在人畜共患传播链。
3.3 pGkV的进化矛盾与宿主适应性
单倍型网络分析显示pGkV与禽源毒株(MW182892.1)仅差5个SNP,但CAP/REP蛋白却与人类毒株(PP270195.1)100%同源。突变图谱揭示基因组前段与禽源毒株相似,后段更接近人源株,这种"嵌合"特征暗示跨宿主重组可能。二级结构比对发现,其REP蛋白的α-螺旋与β-折叠结构与人类毒株完全重叠,而不同于其他猪源毒株。
3.4 重组驱动的新病毒株演化
SplitsTree网络拓扑和PHI检验(p=0.0038)证实ZooGkV分支存在显著重组事件。比较基因组学显示,pGkV可能通过禽-人毒株重组获得跨宿主感染能力,该机制或解释为何其系统发育位置与蛋白保守性存在矛盾。
4.1 公共卫生意义与未解之谜
ZooGkV分支包含法、中、巴西等多国人类病例分离株,涉及脑炎、急性呼吸窘迫综合征等临床表现。虽然pGkV样本中同时检出非洲猪瘟病毒等共存病原,但其与人类毒株的结构同源性提示需警惕"溢出风险"。目前该属病毒尚未成功分离,限制其致病机制研究,但全球范围内持续出现的临床关联病例(如尼泊尔腹泻患者)凸显监测必要性。
5. 结论
pGkV的发现拓展了Gemykibivirus的宿主范围,其基因组"禽源骨架+人源功能蛋白"的独特模式,结合重组信号分析,为ssDNA病毒的跨种传播提供了分子模板。研究强调应建立动物-人类病原体协同监测网络,特别是关注CRESS-DNA病毒在畜禽养殖场的进化动态。
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