探秘北美蝙蝠冠状病毒:高宿主特异性背后的奥秘与公共健康意义

【字体: 时间:2025年04月27日 来源:npj Viruses

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  蝙蝠作为多种冠状病毒的宿主,其携带病毒的多样性及潜在风险备受关注。研究人员针对北美蝙蝠冠状病毒展开研究,在加拿大安大略省两种蝙蝠中检测到两种 α 冠状病毒(alpha-CoV),发现其高宿主特异性。该研究为病毒监测及进化研究提供重要依据。

  在神秘的大自然中,蝙蝠犹如一座隐藏的 “病毒库”,它们悄无声息地携带众多冠状病毒,而这些病毒就像一颗颗隐藏的 “定时炸弹”,随时可能因跨物种传播,给人类和其他动物的健康带来巨大威胁。过去,大多数关于蝙蝠冠状病毒的研究都集中在亚洲、欧洲和非洲的蝙蝠身上,对于北美蝙蝠,尤其是加拿大蝙蝠所携带病毒的研究少之又少。而且,北美地区已知的蝙蝠冠状病毒全基因组信息极为有限,这就像在黑暗中摸索,让我们对这片区域蝙蝠冠状病毒的多样性、潜在传播风险以及它们与宿主之间的关系知之甚少。正因如此,深入探究北美蝙蝠冠状病毒的奥秘迫在眉睫,这不仅关乎野生动物的健康,更与人类公共健康和生态平衡紧密相连。
为了解开这些谜团,来自加拿大等地多个研究机构的研究人员(如 Sunnybrook Research Institute、Vaccine and Infectious Disease Organization 等)踏上了探索之旅。他们针对加拿大安大略省东部五种生态角色相似的食虫蝙蝠(棕蝠 Eptesicus fuscus、小棕蝠 Myotis lucifugus、北方鼠耳蝠 Myotis leibii、黄腹鼠耳蝠 Perimyotis subflavus 和北鼠耳蝠 Myotis septentrionalis)展开研究。研究人员深入蝙蝠栖息地,采集了大量样本,经过一系列严谨的实验分析,最终在棕蝠和小棕蝠中检测到两种 α 冠状病毒。这一发现意义重大,它为后续深入了解该地区蝙蝠冠状病毒的传播规律、进化历程以及评估潜在的公共卫生风险奠定了坚实基础。该研究成果发表在《npj Viruses》杂志上。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样本采集技术,在安大略省的不同蝙蝠栖息地,如废弃矿井、洞穴和人类建筑等,捕捉蝙蝠并采集口腔拭子样本。接着通过核酸提取和巢式实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)技术,筛选出冠状病毒阳性样本。对于阳性样本,利用部分 RNA 依赖的 RNA 聚合酶(RdRp)测序和全基因组测序技术,获取病毒的基因序列信息。之后,运用系统发育分析、刺突序列分析等技术,深入研究病毒的进化关系、刺突蛋白特性等 。

下面来看看具体的研究结果:

  • 两种 α 冠状病毒的发现:研究人员从 390 只蝙蝠的口腔拭子样本中,通过巢式 RT-PCR 检测,在 8 个样本池中发现了病毒 RNA。进一步检测个体样本后,在 2 只棕蝠和 3 只小棕蝠样本中确定检测到 α 冠状病毒。部分 RdRp 扩增子测序和全基因组测序结果显示,棕蝠来源的病毒序列与美国南达科他州的 Eptesicus bat coronavirus(EbCoV)等高度相似;小棕蝠来源的病毒序列则与加拿大曼尼托巴省和美国科罗拉多州的 Myotis lucifugus coronavirus(MylCoV)等高度相似。
  • 基因组特征分析:对安大略省棕蝠冠状病毒和小棕蝠冠状病毒进行基因组特征分析发现,两种病毒的基因组分别有独特的基因结构和蛋白相似性。棕蝠冠状病毒基因组中的 ORF7 似乎是特定蝙蝠物种 α 冠状病毒所特有的;小棕蝠冠状病毒的刺突糖蛋白(S)与其他相关病毒相比,相似性较低。
  • 系统发育分析:基于全基因组、ORF1ab 和 S 基因的系统发育分析表明,安大略省的棕蝠冠状病毒与其他北美棕蝠冠状病毒以及亚洲部分蝙蝠冠状病毒聚为一支;小棕蝠冠状病毒则与其他小棕蝠冠状病毒聚为一支。不同基因的系统发育树在拓扑结构上存在一定差异,反映出病毒进化的复杂性。
  • 刺突基因特征分析:对比 α 冠状病毒的刺突糖蛋白 S1 和 S2 亚基的氨基酸序列发现,S2 亚基的相似性普遍高于 S1 亚基。在同一物种来源的病毒中,受体结合域(RBD)相似性较高,但不同物种来源的病毒 RBD 相似性则明显降低。此外,还检测到一些重组事件,并发现了正选择位点。同时,预测的 RBD 结构显示,其与未知受体相互作用的环区域预测得分较低,且两种病毒在 S1/S2 边界均未发现弗林蛋白酶(Furin)切割位点基序 。
  • 蝙蝠 α 冠状病毒 ORF3 抑制抗病毒 I 型干扰素反应:通过荧光素酶报告基因实验发现,EbCoV 和 MylCoV 的 ORF3 辅助蛋白均能抑制人类 I 型干扰素(IFN)反应。其中,EbCoV ORF3 对 IFNβ 产生的抑制作用较强,而 MylCoV ORF3 对 IFNβ 信号传导的抑制作用更显著。

综合研究结果和讨论部分,此次研究首次在加拿大安大略省的蝙蝠中检测到两种 α 冠状病毒,揭示了它们的基因组特征、进化关系以及对宿主免疫反应的影响。研究发现的高宿主特异性,为理解蝙蝠冠状病毒的传播和进化提供了新视角。虽然目前还无法确定这些病毒是否会跨物种传播到人类,但它们值得进一步研究。该研究为更严格地监测自然环境中冠状病毒的传播动态,以及探索蝙蝠、人类和猪冠状病毒之间的进化关系提供了重要基线,也为后续评估病毒的潜在风险、制定防控策略提供了关键依据,在蝙蝠冠状病毒研究领域具有重要的里程碑意义。

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