追踪乙型脑炎病毒基因型演替与跨宿主传播：八十年跨洲际进化轨迹解析

《Scientific Reports》：Tracing the evolutionary trajectory of Japanese encephalitis virus across hosts and countries

日本脑炎病毒(JEV)作为全球流行性脑炎的首要病原，其基因型演替规律与跨宿主传播机制尚不明确。本研究通过分析八十年间731株JEV包膜基因全长序列，系统揭示GI型逐步取代GIII型的全球趋势，并发现GV型与GIV型在沉寂数十年后的重新活跃。研究证实病毒起源于印尼-马来西亚地区，其进化轨迹凸显了基因型特异性宿主适应性变化，为疫苗研发和跨境传播预警提供关键进化依据。

　　

在亚洲和澳大利亚的乡村地带，一种由蚊子传播的病毒——日本脑炎病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)长期威胁着公共卫生安全。这种属于黄病毒科(Flaviviridae)的正黄病毒属(orthoflavivirus)病原体，通过库蚊(Culex tritaeniorhynchus)在猪、水鸟等扩增宿主与人类之间传播。令人担忧的是，尽管现有疫苗（如SA14-14-2减毒活疫苗）源自GIII型毒株，但监测数据显示，过去二十年间GI型毒株正逐步取代GIII型成为优势基因型，这种更替可能削弱疫苗保护效果。更棘手的是，历史上罕见的GV型毒株在沉寂57年后于中国重现，而GIV型毒株也在印尼休眠37年后突然活跃，甚至跨海登陆澳大利亚引发人类感染。这些现象警示我们：JEV的进化轨迹可能正在突破传统认知界限。

为厘清病毒进化规律，由印度国家动物生物技术研究所领衔的研究团队开展了迄今最大规模的JEV基因进化研究。团队从NCBI GenBank数据库提取了1935-2019年间731株JEV毒株的包膜蛋白（E蛋白）全长基因序列（1500 bp），涵盖蚊、猪、人类等多类宿主，并补充142条全基因组序列进行验证。通过邻接法(Neighbor-Joining)和最大似然法(Maximum Likelihood)构建系统进化树，利用BEAST 2.7.6软件进行贝叶斯进化分析，采用中值连接网络(Median-Joining Network)解析单倍型传播路径，同时通过Phylostems工具评估分子钟信号可靠性。

基因型演替的时空图谱

研究首次绘制出JEV基因型在全球的动态分布图：中国同时存在GI、GIII和GV型，其中GI型主要来自蚊群，而GIII型宿主范围更广；日本自1990年起GI型完全取代GIII型；韩国在1989年发生GIII向GI型的转变，但2012年出现GV型局部暴发；印度在2009年前仅流通GIII型，2010年出现GI型后形成双型共循环。尤为值得注意的是，泰国成为GI型的“单基因型流行区”，而印尼的GIV型毒株在2017年重新出现后，其宿主范围仍局限于蚊和猪。

宿主适应性驱动基因型传播

单倍型网络分析揭示，GV型毒株在中国和韩国均仅从蚊群分离，暗示其宿主范围狭窄可能是地理限制的主因。相反，GI和GIII型在不同宿主间形成紧密连接网络：中国GIII型的H_124单倍型同时包含猪和蚊源毒株，H_140单倍型连接猪和人类毒株；印度GIII型的H_21单倍型则跨越人类和蚊群。这种跨宿主传播能力可能解释了GI/GIII型的广域分布。

进化起源与分子钟验证

通过最近共同祖先(TMRCA)分析，研究将JEV的起源时间锁定在公元1547年左右的印尼-马来西亚地区，与历史记载的首例人类病例（1871年日本）相吻合。分子钟检验显示所有进化节点均存在显著时间信号（调整R2=1.0, p<10???），证实序列数据符合可测量进化规律。全基因组分析进一步验证了E基因分型的可靠性，但印度毒株在全基因组系统树中未呈现明显基因型聚类，提示局部进化可能存在特殊机制。

这项发表于《Scientific Reports》的研究首次构建了JEV跨世纪、跨宿主的基因进化全景图。其核心结论指出：GI型取代GIII型已成为亚洲多数地区的既定事实，而GV/GIV型的“复活”昭示着古老基因型仍具流行病学潜力。这些发现不仅解释了现有疫苗保护效果受限的潜在原因，更警示需建立覆盖全基因型的疫苗策略。该研究提供的进化框架将为预测病毒跨境传播、制定精准防控措施提供关键科学基石，尤其对澳大利亚等新流行区的防控具有迫切指导意义。