张其威
腺病毒可否引起人兽共患病?对已有证据的系统性回顾分析
2021-5-14 20:24
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   腺病毒是引起临床感染性疾病的主要病原体。新的人类和动物腺病毒不断的被鉴定和了解。利用生物信息学方法和基于组学的技术进行比较分析,可以深入了解这些人类病原体是如何出现的,以及它们在宿主跨物种传播方面的潜力。来自杜克大学、乔治梅森大学、杜克昆山大学和杜克新加坡国立大学的学者们对ProQuest、PubMed和Webof Science中发表的关于腺病毒引起人兽共患病证据的589篇文献进行系统性的回顾分析。删除重复引文后,共筛选得到327条文献报告腺病毒相关的人兽共患病;对其中的74篇进行了全文评价,发现16篇论文报告了腺病毒由动物传染到人的的直接证据。这些论文报道了腺病毒跨越人类和非人灵长类动物、蝙蝠、猫科动物、猪、犬、绵羊和山羊宿主之间的物种屏障的实例。另外8项研究尝试寻找腺病毒引起人兽共患病的直接证据。这些研究展示了大量实证,表明腺病毒已经出现了跨越宿主物种的传播,而且今后还会继续出现新的跨种传播。这些新出现的腺病毒的跨种传播、流行和暴发,对非人腺病毒(载体)在疾病预防(疫苗)和治疗中的安全使用有很重要的影响,因为非人腺病毒载体可用来回避人群中出现的人腺病毒的预存免疫

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在这24项研究中,18(75%)提供了系统发育进化证据,4(17%)提供了血清学证据,1项提供了系统发育进化和血清学数据。在提供人兽共患病系统发育进化证据的研究中,3项研究证明了人腺病毒和猿猴腺病毒的种间重组,一项研究发现了人B组腺病毒在野生大猩猩和黑猩猩之间的种内重组的证据。有10项研究使用基因组测序发现样本中的人类或非人类腺病毒。


动物腺病毒跨种传播到人的证据

Chen等人的研究提供了使用全基因组测序的系统进化证据和人感染猴腺病毒(TMAdV)的血清学证据,是腺病毒可发生人兽共患病传播的最有力证据之一。在这项研究中,加州灵长类动物中心的一名研究人员与一只感染了TMAdV的猴子有过最密切的接触,他患上了急性呼吸系统疾病,并且恢复期血清样本含有TMAdV特异的阳性中和性抗体。随后,该研究人员的两名家庭成员在该研究人员最初患病后一至两周同样患上了流感样疾病;一年后,其中一名家庭成员也被发现血清中含有TMAdV的中和性抗体。TMAdV是一种新的猴腺病毒,不同于所有的HAdV,与进化距离最近的猴腺病毒SAdV-3SAdV-18SAdV-21的基因组核苷酸同源性只有54%-56.3%

另一份支持腺病毒从灵长类动物向人类传播的报告是,1997年在德克萨斯州的灵长类动物研究机构,狒狒爆发了急性呼吸道疾病。在这次疫情中,从无症状和患病的狒狒中(其中两例死亡)分离出六种新的狒狒腺病毒(BaAdVs),包括一种新的猴腺病毒C”(SAdV-C)。虽然没有人出现临床症状,但在该机构的工作人员以及其他狒狒身上检测到了针对这些新型猴腺病毒的中和性抗体。

全基因组测序数据揭示了两种猴腺病毒SAdV的跨物种传播的足迹。这两种SAdV是由Roy等人2009年分别独立的从路易斯安那大学新伊比利亚研究中心的一只黑猩猩(SAdV-B35.1),和圣地亚哥动物园的另一只黑猩猩(SAdV-B35.2)中分离出来的;这两种腺病毒的基因组含有SAdV-21(黑猩猩)HAdV-21(人类)SAdV-27.1(黑猩猩)HAdV-16(人类)的基因。令人惊讶的是,与这两种猴腺病毒(SAdV-35.1-35.2)的基因组核苷酸序列高度相似的(99.5%99.6%)的一种猴腺病毒/人腺病毒重组腺病毒76型(HAdV-76),在1967年德克萨斯州曾引起一名儿童因支气管肺炎和间质性肺炎而死亡。

此外,在军队中流行的人腺病毒4型(HAdV-E4)已被证明是起源于猴腺病毒(黑猩猩腺病毒),是一种典型的跨种传播感染人的猴腺病毒。HAdV-E4基因组序列与所有其他型别的人腺病毒同源性较低,而与猴腺病毒26型(SAdV-26)同源性最高(97%),剩余约3%差异的核苷酸与人16型腺病毒(HAdV-16)的六邻体基因高变区的序列高度同源(详见:https://mp.weixin.qq.com/s/c9LL50ciJywFl-_HKgcNCg)。

 

人腺病毒跨种传播到动物的证据

共有8项研究证明了人腺病毒可能跨种传播到其他动物,其中6项研究提供了人腺病毒向非人类灵长类动物(NHP)传播的证据。在这6项研究中,对野生和圈养的NHP的粪便、血液和组织样本中检测到最常见的HAdV种类是HAdV-B-C-E-F

Baker等人从加纳的蝙蝠尿中分离得到一种新的蝙蝠腺病毒,并对hexon基因进行了测序。他们发现蝙蝠腺病毒的hexon基因与以前鉴定的蝙蝠腺病毒处在不同的系统发育进化分支上,反而与人腺病毒处在同一个分支上。

此外,Pauly等人在从科特迪瓦的猪、狗、绵羊和山羊收集到的粪便样本中检测到了人腺病毒。更有趣的是,他们从多只猫身上分离出一种类似人腺病毒1型(HAdV-1)的腺病毒。对猫的六邻体基因和纤维基因的序列测定显示,该猫腺病毒与人腺病毒1型高度相似;该猫腺病毒可在人和猴细胞中复制。

 

结论:

根据已经发表的论文提供的证据,很明显,腺病毒已经出现并将继续出现跨宿主和物种传播。这在人类和NHP之间(也可能在不同的NHP物种之间)的物种屏障之间尤其容易发生,但也可能发生在人类和其他动物之间。高度暴露于NHP的人群,例如在灵长类饲养中心的工作人员,出现腺病毒跨种传播感染的风险可能更高。常规的临床诊断不太可能在人群中检测到一种新的动物腺病毒感染。因此,对于出现的疑似病例,临床医生必须有强烈的怀疑态度,应用下一代测序技术或泛物种诊断技术(尚未商业化)来检测可能出现的新的腺病毒流行株。


参考文献:

L. K. Borkenhagen, J. K. Fieldhouse, D. Seto and G. C. Gray. "Are adenoviruses zoonotic? A systematic review of the evidence." Emerg Microbes Infect.  2019, 8(1):1679-1687.


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