巴西圣保罗州由吸血蝙蝠Desmodus rotundus传播的狂犬病毒的谱系地理学研究

《Research in Veterinary Science》：Phylogeography of rabies virus transmitted by the hematophagous bat Desmodus rotundus in the state of S?o Paulo, Brazil

本研究分析了2018-2020年巴西圣保罗州79例牛狂犬病病毒样本的核蛋白基因，发现四个独立谱系。通过系统发育地理分析，SP Endemic谱系源于米纳斯吉拉斯州（1977年），Pan-American谱系（1972年）在圣保罗持续传播并扩散至戈亚斯、托坎廷斯和里约热内卢。研究结果揭示圣保罗州存在多个共循环的狂犬病毒谱系，Campinas为关键扩散中心。

　　

M. Cocchi|C.M. Barbosa|J.G. Garcia|J. Santos|D.M. Junqueira|P. Carnieli JR|H.B.C.R. Batista

巴西ABC联邦大学

摘要

狂犬病是一种主要通过受感染动物咬伤传播的人畜共患病。狂犬病病毒（RABV）在某些国家仍是一个重要的公共卫生问题，并对畜牧业造成巨大的经济损失。在巴西，每年约有45,000头牛因狂犬病死亡，导致估计的经济损失高达1500万美元。系统地理分析是追踪病毒在时间和空间上分布的宝贵工具，常用于监测RABV的分子流行病学。本研究旨在分析从被吸血蝙蝠Desmodus rotundus感染的牛身上分离出的RABV的传播情况。2018年至2020年间收集的79个RABV样本进行了基因分析，重点研究了核蛋白基因，随后进行了测序和系统发育重建。分析结果显示，圣保罗州的牛群中存在四种不同的RABV谱系。系统地理推断确定了两个分支的最近共同祖先（TMRCA）：SP地方性谱系（分支01）大约出现在1977年，可能从米纳斯吉拉斯州引入；而泛美谱系（分支03）可追溯到1972年，源自已经在圣保罗州传播的病毒。泛美谱系持续存在多年，并扩散到了戈亚斯州、托坎廷斯州和里约热内卢州。这些发现表明，圣保罗州存在多种RABV谱系共同传播，坎皮纳斯市被确定为病毒在该州传播的关键初始热点。

引言

狂犬病是一种几乎100%致命的人畜共患病，由狂犬病病毒（RABV）引起。该病毒主要通过受感染动物的咬伤传播，在复制过程中会损害所有哺乳动物的脑组织（SVS - 卫生监督局，2025年）。RABV是一种单链、非分段、负链RNA（-ssRNA），长度约为12,000个核苷酸（nt）（ICTV，2021年）。核蛋白（N）由基因编码，长度约为1350个nt，是病毒中最保守的蛋白质，因为它对于特定的蛋白质-RNA相互作用至关重要，同时参与转录和复制过程。因此，基因是系统发育和系统地理学研究中最常用的基因（Liu等人，2004年；Fooks和Jackson，2020年）。

在拉丁美洲，吸血蝙蝠Desmodus rotundus是RABV向牛传播的主要媒介，维持了巴西农村地区的狂犬病地方性循环（Kotait等人，2010年）。由于D. rotundus的饮食习惯，该国牛群数量的增加为其提供了更多的食物来源，每年导致约45,000头牛死亡，对全国畜牧业造成重大经济损失。除了受狂犬病影响的动物本身的损失外，还需要考虑生产者因疫苗接种和皮革质量下降而产生的成本（BRASIL和卫生部，2019年；Alves等人，2020年）。

牛和马中狂犬病的发病率与Desmodus rotundus的种群密度直接相关，这种吸血蝙蝠在畜牧业密集的地区数量较多，为它们提供了丰富的食物来源。此外，可用庇护所的数量、气候变化以及受影响地区的地形特征等因素也显著促进了这些蝙蝠的繁衍。当这些因素与未接种疫苗的牛数量较高相结合时，狂犬病病例会显著增加（Batista等人，2007年；Barroso，2018年）。草食动物是D. rotundus

系统地理学能够分析进化关系（时间方面）和地理分布（空间方面），从而观察历史因素对生物多样性分布的影响（Zolet等人，2013年）。尽管已经进行了一些关于巴西狂犬病系统地理学的研究（Mendes，2017年），但相关研究仍较为有限。随时间进行的系统发育分析揭示了D. rotundus特有的高度保守的RABV基因谱系（Carnieli等人，2009年）。还在巴西东南部的圣保罗州（SP）和米纳斯吉拉斯州（MG）的边境地区观察到，牛群中存在遗传谱系无法区分的RABV（Garcia等人，2014年），以及D. rotundus传播的RABV亚谱系的高分化率（Batista等人，2023年）。因此，本研究对从圣保罗州受D. rotundus感染的牛身上分离出的RABV进行了系统地理学分析，以更好地了解地方性循环的动态、谱系/亚谱系的传播以及物种间的传播机制，从而寻找更好的控制和预防策略。

样本

本研究使用了79个从牛的中枢神经系统（CNS）中分离出的RABV样本。这些样本在2018年至2020年间通过巴斯德研究所和生物研究所的直接荧光抗体测试（DFAT）被检测为狂犬病阳性。为了覆盖更广泛的时间和空间范围，选择了圣保罗州的7个行政区（AR）：BAR（鲍鲁）、CAMR（坎皮纳斯）、IAR（伊塔佩瓦）、MAR（马里利亚）等。

结果

共有79个样本接受了针对RABV N基因的RT-PCR和基因测序。初步系统发育分析后，有10个序列因长度过短（小于1000 bp，最长为400 bp）而被排除。尽管尝试使用不同的引物进行测序，但这些序列仍存在比对不一致和/或重复现象。所有序列均存储在GenBank数据库中，访问号为OR263492–OR263563。

最终比对结果包括805个序列

讨论

预期会发现大量牛感染了Desmodus rotundus特有的RABV基因谱系，因为由于森林砍伐和农业发展导致自然猎物减少，大量的牛成为了这些蝙蝠的重要食物来源。因此，D. rotundus向牛传播狂犬病的生态系统是合理的，这与其饮食习惯有关，增加了病毒通过咬伤传播的机会。

作者贡献声明

M. Cocchi：撰写、审稿与编辑、概念构思。C.M. Barbosa：数据可视化、监督。J.G. Garcia：撰写、审稿与编辑、验证、研究。J. Santos：数据可视化。D.M. Junqueira：方法学研究、调查。P. Carnieli JR：撰写、审稿与编辑。H.B.C.R. Batista：撰写、审稿与编辑、验证、项目管理、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。