藏猪肠道病毒组揭示了潜在新型病毒/变异体的多样性、组成及分布特征

《Transboundary and Emerging Diseases》：Gut Virome of Tibetan Pigs Reveals the Diversity, Composition, and Distribution of Potential Novel Viruses/Variants

肠道病毒群落分析显示，西藏林芝地区藏猪肠道病毒以Microviridae为主，包含16个病毒家族，鉴定出7种新病毒及多个重组事件，如Enterovirus G携带的Torovirus-like插入序列。研究揭示了高海拔环境对病毒群落结构的影响，为猪病防控和公共卫生提供依据。

　　本研究旨在通过病毒宏基因组学技术，系统分析西藏高原地区藏猪肠道病毒群的多样性、组成及分布特征。藏猪作为适应极端高原环境的地方品种，其肠道病毒群尚未被全面研究。本研究选取了西藏林芝地区四个农场中的191只藏猪（包括健康和腹泻个体）的粪便样本，共构建了38个宏基因组文库，并通过高通量测序获取了近1.2亿条高质量病毒序列。这些数据涵盖了16个病毒家族，揭示了藏猪肠道病毒群的复杂性和独特性。研究发现，尽管Microviridae病毒家族在所有样本中占据主导地位，但其组成在不同农场和健康状况下存在显著差异。同时，研究中发现了多个与已知病毒株具有遗传差异的病毒序列，提示可能存在新型病毒或病毒变异株。

藏猪长期生活在高原地区，其生存环境与低地猪种存在显著差异。高原气候严酷，空气稀薄、温度低且紫外线辐射强，这些环境因素对藏猪的生理结构和行为模式产生了深远影响。此外，由于高原地区植被稀疏，饲料资源有限，藏猪主要依赖低营养的作物如青稞秸秆和高原杂草作为食物来源。这种独特的生态环境可能影响其肠道病毒群的组成。研究发现，不同农场的藏猪肠道病毒群在种类和数量上存在显著差异，其中Farm C的藏猪样本中检测到最多的病毒种类，且某些病毒在该农场的健康和腹泻个体中均被发现，提示该农场可能具有特殊的病毒生态条件。这些发现不仅有助于理解藏猪肠道病毒群的多样性，还为高原生态背景下病毒与宿主及环境的相互作用提供了重要数据支持。

研究还发现了多种可能具有跨物种传播潜力的病毒序列。例如，通过比较分析，研究团队识别出某些RNA病毒与已知的猪源性病毒（如Astrovirus、Calicivirus、Picornavirus等）存在高度相似性，其中一些病毒序列甚至与人类病毒具有接近100%的氨基酸同源性。这提示藏猪可能成为某些人畜共患病病毒的中间宿主，也提示需要进一步关注这些病毒在藏猪与人类之间的传播风险。此外，研究还发现了一些与环境或饮食相关的病毒，这些病毒可能来源于土壤、水体或饲料，而非直接感染藏猪细胞。这表明藏猪的肠道病毒群不仅包括宿主相关的病毒，还可能受到外部环境的影响，其组成和丰度可能与养殖环境、饲养方式及宿主健康状况密切相关。

在病毒基因组分析方面，研究团队发现了多种新型病毒或变异株。例如，在Picornaviridae病毒家族中，研究者发现了一些携带潜在插入序列的病毒株，这些插入序列与Torovirus（ToV）具有较高的序列同源性。通过进一步的基因组拼接和比对分析，研究团队确认这些插入序列可能来源于跨家族的基因重组事件。这一发现不仅拓展了我们对猪源性病毒遗传变异的理解，还揭示了病毒在不同环境条件下的适应性变化。此外，研究还检测到某些病毒可能与宿主的肠道微生物群落密切相关，例如Smacoviridae病毒家族的多数病毒株与已知的猪源性病毒具有较高的同源性，提示这些病毒可能与宿主的肠道微生物生态密切相关。

在DNA病毒方面，研究发现藏猪肠道中存在多种与已知猪源性病毒（如PCV2）具有高度同源性的病毒株。这些病毒可能在藏猪群体中长期存在，且在某些情况下可能表现出低致病性或高度适应性。同时，研究团队还检测到一些具有跨宿主传播潜力的病毒，如Genomoviridae和Anelloviridae家族中的病毒，这些病毒可能感染其他动物（如鸟类、鱼类、哺乳动物）或来源于环境。这一发现为理解病毒在不同宿主间的传播路径提供了新的视角。

研究中还发现了一些病毒可能与宿主的免疫系统或生理功能有关。例如，某些病毒的基因序列与宿主的免疫调控因子存在潜在的相互作用，这可能影响病毒的传播和宿主的免疫反应。此外，研究团队通过构建病毒的系统发育树，揭示了不同病毒之间的进化关系，为病毒的分类和演化提供了重要的参考依据。

研究还发现，尽管测序深度足够覆盖主要病毒群，但部分低丰度病毒可能未被完全检测到。这可能是因为病毒宏基因组学分析过程中存在一定的技术偏差，例如核酸提取和扩增步骤可能对某些病毒的代表性产生影响。此外，病毒富集过程中使用了0.45微米滤膜去除宿主细胞和细菌，这可能导致某些大尺寸的病毒（如Mimiviridae和Pandoraviridae家族中的病毒）被遗漏。因此，未来的研究可以考虑采用无滤膜或分尺寸富集策略，以更全面地揭示藏猪肠道病毒群的多样性。

本研究的意义在于，它不仅填补了高原环境下病毒生态研究的空白，还为藏猪的健康管理、疾病防控及病毒学研究提供了重要依据。藏猪作为高原地区特有的猪种，其肠道病毒群的组成可能与当地生态条件密切相关。通过了解这些病毒的分布和演化规律，有助于制定更加科学的养殖管理措施，预防和控制潜在的疾病传播。此外，本研究还揭示了藏猪可能在某些病毒的跨物种传播中扮演重要角色，这对公共卫生安全具有重要意义。

尽管本研究取得了一定成果，但仍然存在一些局限性。首先，所有样本均来自西藏林芝地区，而该地区的气候、海拔和养殖方式可能与其他高原地区的藏猪存在差异。因此，研究结果可能不完全适用于其他高原地区的藏猪群体。其次，样本数量相对有限，特别是不同农场之间的样本分布不均，这可能影响病毒群的全面比较和结果的可靠性。未来研究应扩大样本量，涵盖更多地区和农场，以获得更全面的病毒群信息。此外，尽管研究团队采用了多种生物信息学工具进行分析，但仍需进一步验证某些病毒的生物学功能和传播机制，以确保研究结论的准确性。

综上所述，本研究系统揭示了西藏高原地区藏猪肠道病毒群的组成和多样性，发现其不仅包含常见的宿主相关病毒，还可能存在新型病毒或变异株。同时，病毒群的组成与农场环境、宿主健康状况密切相关，这为理解病毒与宿主、环境之间的复杂关系提供了新的视角。这些发现不仅对藏猪的健康管理具有指导意义，也为病毒生态学研究提供了重要的数据支持。未来研究应进一步探索这些病毒的生物学功能、传播机制及潜在的公共卫生风险，以推动相关领域的深入发展。