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为解决传统诺如病毒（NoV）监测系统难以检测新变种的问题，研究人员开展了基于二代测序（NGS）技术对山东 2019 - 2021 年污水中 NoV 的监测研究。结果发现污水中 NoV 基因型多样，且不同基因型流行情况有动态变化。该研究为 NoV 监测和防控提供了重要依据。
在全球范围内，诺如病毒（Noroviruses，NoV）作为急性胃肠炎的主要病原体，严重威胁着人类健康。它具有高度的遗传多样性，不断进化的特性使得防控难度增大。目前，尚无特效的治疗药物和疫苗，传统的临床监测系统在检测新变种时存在明显不足，难以及时对疫情做出预警。在此背景下，为了更全面地了解诺如病毒的传播规律和遗传多样性，山东省疾病预防控制中心等机构的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《Virology Journal》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面，于 2019 年 1 月至 2021 年 12 月，每月从济南某污水处理厂收集污水样本。样本处理上，运用电负性膜吸附洗脱法进行浓缩。检测技术包括，利用 MagMAX Pathogen RNA/DNA Kit 提取病毒核酸，通过实时定量 PCR（qPCR）检测 NoV 的 GI 和 GII 基因，还对部分 VP1 区域进行扩增、构建 NGS 文库并测序。之后，进行序列分析和系统发育研究。
研究结果
- 污水中诺如病毒基因组定量：对 2019 - 2021 年收集的 36 份污水样本进行 qPCR 检测，结果显示所有样本中 GI 和 GII 型 NoV RNA 均呈阳性。NoV GI 和 GII 的浓度在不同月份有所波动，两者平均病毒浓度存在显著差异（F = 7.366，P < 0.01），且 GII 的浓度高于 GI。但在新冠疫情前后，GI 和 GII 的浓度变化无统计学意义（GI：F = 4.12，P = 0.05；GII：F = 2.19，P = 0.148）。
- 部分 VP1 基因扩增和 NGS 数据分析：VP1 巢式 RT - PCR 检测显示，GII 的阳性率为 100%（36/36），GI 的阳性率为 94.4%（34/36）。通过 NGS 分析，共检测到三个基因群（GI、GII 和 GIX）。
- 基因型多样性：研究共鉴定出 23 种基因型。其中，GI.5、GII.2、GII.4、GII.17 和 GII.13 是最常检测到的基因型。不同年份和月份，基因型的种类和比例有所不同。例如，2019 - 2020 年 GII.17 曾是主要基因型之一，但 2020 年 6 - 8 月其检测率显著下降，之后成为次要基因型。
- 常见基因型的月度分布：对各基因型在不同月份的分布进行分析，发现 14 种基因型（如 GI.5、GII.2 等）在大多数月份都能检测到，且部分基因型在特定月份的比例较高，但不同季节间基因型比例无显著差异。
- 同源性比较和系统发育分析：对 379 条部分 VP1 序列进行同源性比较，各基因型的核苷酸相似性均值在 92.69%（GII.17） - 98.37%（GII.3）之间，变异系数（CV）在 1.46%（GII.3） - 6.73%（GI.3）之间。系统发育树显示，不同年份分离的序列存在于同一簇中，部分基因型有多条传播链。
- 诺如病毒 GI 和 GII 的进化速率：对部分基因型进行分子进化速率分析，GI.3 的进化速率最高，为 9.81×10-3 替换 / 位点 / 年（95% HPD：1.71×10-3 - 3.38×10-3 ），GII.3 的进化速率最低，为 3.07×10-4 （95% HPD：1.34×10-5 - 1.75×10-3 ）。
研究结论与讨论
本研究利用基于 NGS 的环境监测方法，揭示了污水中诺如病毒具有高度的遗传多样性。不同基因型的流行情况存在动态变化，如 GI.5、GII.2 等基因型在研究期间较为活跃，而 GII.17 的检测率出现了明显下降。研究还发现，新冠疫情期间诺如病毒的基因型多样性并未减少。这些结果表明，基于 NGS 的环境监测能够显著提升对 NoV 传播的了解，为疫情预警和防控策略的制定提供重要依据。
然而，本研究也存在一定的局限性。例如，仅扩增了部分 VP1 编码区，可能影响进化速率计算的准确性；样本量在不同年份存在不平衡；污水的复杂性和环境因素可能影响检测结果。未来的研究需要改进检测方法，增加样本量和采样频率，以进一步深入了解诺如病毒的传播规律和进化机制，更好地预防和控制诺如病毒感染引起的疾病流行。
