蝙蝠携带病毒的多样性、外溢和突然出现(13)
(Bat-borne virus diversity, spillover and emergence)
美国国立卫生研究院(NIH)变态反应和传染病研究所的Vincent J. Munster等在新冠病毒全球流行的早期(2020年6月)就在国际顶级科学杂志《自然(Nature)》发表综述论文(见参考文献),阐述蝙蝠与人类病毒性传染病大流行的关系。在新冠病毒病大流行3年(现已基本结束)后的今天再来回看此文,更感到此文确实有高度的科学性和前瞻性,在3年后此文不仅未显过时,而且对未来仍有指导意义。现分若干次译介此文,供国内关心蝙蝠与病毒的关系的各界人士参考。
5.不仅要发现病毒,还要深入研究
(Moving beyond virus discovery)
世界范围内的联合行动,诸如美国国际开发署(USAID)的PREDICT项目(英文缩写PREDICT代表的原文是Prediction, Response, Early Detection, and Integration of Infectious Diseases in Wildlife and People,即对野生动物和人类传染病进行预测、响应、早期检测和整合),以及世界各地的许多独立学术实验室,都已经使用一致PCR筛选(consensus PCR screening)和深度测序(deep sequencing)相结合的方法,迄今总共已从健康蝙蝠的样本中鉴定出了数千种新型病毒序列。
这些新病毒或病毒基因片段有许多在系统发育上都与公共卫生感兴趣的病原体相关;然而,这些新型病毒引起未来疫情暴发的可能性通常仍是未得到解决的问题。通过直接从蝙蝠样本中分离病毒或测序,以及采用分子方法,包括假型病毒(viral pseudotype)研究和反向遗传学(Reverse genetics ),研究人员已经能够证明新病毒在人类细胞中复制或使用人类受体进入细胞的潜力,这是将病毒发现纳入更全面降低风险规划的第一步(参见图3)。
鉴定自然发生的蝙蝠传播病毒的广度,包括鉴定人类病毒的近亲,是至关重要的,并可导致新的重要见解的产生。例如,与尼帕病毒和亨德拉病毒相关的一种新型非致病性亨尼帕病毒(henipavirus)——雪松病毒(Cedar virus)的发现和随后的调查,已证明在揭示亨尼帕病毒致病性的遗传决定因素方面具有宝贵价值。与尼帕病毒(Nipah virus)不同,雪松病毒不产生负责拮抗宿主干扰素途径的V或W蛋白,它还依赖于不同的宿主细胞受体。
在各种蝙蝠物种中发现了与埃博拉病毒相关的病毒,包括在塞拉利昂发现的新型邦巴利(Bombali)病毒,这为蝙蝠作为埃博拉病毒的储存宿主提供了额外的支持,尽管中国没有丝状病毒(filovirus)出血热的报告,但在中国的棕果蝠(Rousettus spp.)中也发现了丝状病毒。因此,需要进一步研究以确认宿主物种的范围和人类感染的可能性。已经从蝙蝠中发现了类似于萨斯冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒( MERS-CoV)和新寇病毒(SARS-CoV-2)的人畜共患冠状病毒的前辈变种(Ancestral variants),其中一些与萨斯寇状病毒(SARS-Co)相关的病毒甚至能够使用人类受体ACE2。
虽然萨斯冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)也从中间宿主(分别为果子狸和骆驼)中分离出来,但这两种病毒都有可能直接从蝙蝠传播给人类。
图3 |使用功能病毒组学(viromics)不仅发现人畜共患病毒,还要做更多。
目前的病毒组学研究大多基于病毒序列的靶向扩增,有时也基于宏基因组学(metagenomics),在动物中鉴定出新的病毒序列后就终止了。在体外对病毒进行大规模的功能筛选将促进对体内的传播和发病机制研究,并最终导致制定“同一个健康(One Health)”干预策略,例如对人类或储存宿主或中间动物宿主进行疫苗接种,以及采取其他措施减少动物-人界面接触和病毒传播的风险。
上图:病毒发现和当前的病毒组学研究。
下图:未来的病毒组学研究
名词解释:
假型病毒(Viral pseudotype )
一种包含另一种病毒的糖蛋白的经基因改造的病毒,在感染细胞时能产生可测量的报告蛋白,如绿色荧光蛋白(gFP )或荧光素酶(luciferase)。
反向遗传学(Reverse genetics )
通过实验将突变引入蛋白质或整个病毒的基因序列,随后在细胞培养或动物中测试对各种表型(phenotypes)的影响。
参考文献:
Letko, M., Seifert, S.N., Olival, K.J. et al. Bat-borne virus diversity, spillover and emergence. Nat Rev Microbiol 18, 461–471 (2020). https://doi.org/10.1038/s41579-020-0394-z.
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