中国广西地区家猫中猫星状病毒的遗传特征分析与分离

《Virology》:Genetic characterization and isolation of feline astrovirus in domestic cats in Guangxi, China

【字体: 时间:2025年12月27日 来源:Virology 2.4

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  本研究在广西采集775份猫肠道样本,检出FAstV阳性率4.25%(33/775),其中13例合并感染(以FPV为主,占27.27%)。通过ORF2基因和完整基因组分析,确认FAstV分为G1-G3三个基因型,氨基酸差异显著(0.445–0.765 p-distance)。首次成功分离GXNNF10-2024新毒株,建立细胞培养体系,为诊断和防控奠定基础。

  
Rui Xue|王然|张浩东|徐伟杰|刘一婷|曹东灵子|黄家莫|陈金瑞|刘世新|周华波|秦一峰|欧阳康|尹叶诗|魏祖章|黄伟健|龙建明|陈颖
中国广西大学动物科学技术学院动物传染病与分子免疫学实验室,南宁,530004

摘要

猫星状病毒(FAstV)作为一种肠道病原体,在全球范围内被广泛检测到,但其遗传进化多样性和分离情况却知之甚少。本研究对中国广西地区的FAstV进行了全面的分子流行病学调查。通过对775份猫肠道样本的检测,发现FAstV的感染率为4.25%(33/775),其中39.4%(13/33)的阳性病例同时感染了其他六种主要的猫肠道病毒。值得注意的是,FAstV与猫泛白细胞减少症病毒(FPV)的共感染是最主要的病毒组合(27.27%,9/33),这表明这两种病毒可能在猫胃肠炎病例中具有协同致病作用。通过对13个ORF2基因和2个完整基因组的系统发育分析,确定了三个不同的FAstV基因组群(G1-G3),它们之间存在显著的氨基酸差异(0.445–0.765 p-距离),支持将其分类为不同的基因型。此外,我们成功地在添加了胰蛋白酶的猫肾源FK81细胞培养物中分离出一种新的FAstV株(GXNNF10-2024),该病毒株表现出典型的细胞病变效应(CPEs),并通过RT-PCR和免疫荧光技术得到了验证。这些发现显著增强了我们对FAstV遗传多样性的理解,为病毒分离提供了重要工具,并为开发针对这种新兴猫肠道病原体的诊断和控制策略奠定了基础。

引言

星状病毒(AstVs)是一类小型、无包膜、正链单链RNA病毒,属于Astroviridae科(Donato和Vijaykrishna,2017)。从分类学上看,该科分为两个属:Mamastroviruses(感染哺乳动物)和Avastroviruses(感染鸟类)。星状病毒的特点是具有星形表面结构,直径约为28–30纳米,基因组大小约为6.8–7.9千碱基对。病毒RNA包含一个5′非翻译区(UTR)、三个开放阅读框(ORF1a、ORF1b和ORF2)、一个3′非翻译区以及一个多腺苷尾(Donato和Vijaykrishna,2017)。ORF1a和ORF1b编码对病毒复制至关重要的非结构蛋白,而ORF2编码衣壳前体蛋白,该蛋白负责病毒的遗传多样性和宿主特异性(Bosch等,2014)。截至2019年,国际病毒分类委员会(ICTV)已认可22种星状病毒(Wohlgemuth等,2019)。
星状病毒最初在人类中被发现为胃肠炎的致病因子,尤其是在婴儿和幼儿中(Madeley和Cosgrove,1975)。后续研究在多种哺乳动物和鸟类中检测到了星状病毒,这些病毒常常与无症状感染和肠道疾病相关(Bosch等,2014)。值得注意的是,新的证据表明星状病毒可引发额外的肠道外病理反应,包括雏鸭的肝炎(Yugo等,2016)、人类、水貂、牛、羊和猪的神经系统疾病(Arruda等,2017),以及雏鹅的内脏痛风(Yang等,2018)。这些发现强调了星状病毒在胃肠综合征之外的临床重要性。
猫星状病毒(FAstV)于1981年首次通过电子显微镜在一只腹泻的小猫体内被发现(Hoshino等,1981),被归类为Mamastrovirus属的成员(Donato和Vijaykrishna,2017)。尽管在健康猫和腹泻猫中都检测到了FAstV,但其作为猫胃肠炎的确切致病机制仍不确定。系统发育分析表明,FAstV与其他宿主(包括人类和猪)的星状病毒之间存在重组事件(Hata等,2018;Wang等,2020),这引发了关于跨物种传播潜力的重要问题。然而,由于可分离病毒株的有限,对FAstV致病机制的理解进展受到了阻碍。在本研究中,我们提供了完整的基因组序列,并进行了基于ORF2的系统发育分析,为病毒多样性及其进化动态提供了新的见解。重要的是,我们成功分离出了FAstV,为未来关于病毒致病机制、宿主相互作用和疫苗开发的研究奠定了关键基础。

样本收集与处理

2023年11月至2024年11月期间,从广西壮族自治区的多家兽医诊所收集了775份猫肠道样本(768份粪便样本和7份直肠拭子)。每份样本均系统记录了相关猫的详细信息,包括地理位置、采集日期、临床表现、疫苗接种史和品种特征。样本在含有磷酸盐缓冲液(PBS)的溶液中进行了匀浆处理。

FAstV感染的流行病学和临床分析

通过对775份猫粪便样本进行RT-PCR检测,发现FAstV的总体感染率为4.25%(33/775)(见补充表S3)。临床数据分析显示,雌性猫的感染率高于雄性猫(4.84% vs 4.04%)(图1A)。1–3个月大的小猫的感染率最高,为48%(16/33)(图1B)。在FAstV阳性病例中,42.4%(14/33)表现出胃肠道症状,而27.3%(9/33)为无症状(图1C)。

讨论

星状病毒被认为是人类和动物肠道疾病的主要致病因子,其中FAstV是猫胃肠道疾病的重要原因之一。流行病学研究已在多个国家和地区(包括中国香港、东北部、安徽和上海)记录到FAstV感染(Lau等,2013;Wang等,2020;Yi等,2018;Zou等,2022)。我们在广西地区的主动监测(2023–2024)也检测到了4.25%的样本中存在FAstV。

结论

本研究加深了我们对FAstV的流行病学、遗传多样性和分离策略的理解,为猫群的疾病控制和预防提供了宝贵见解。此外,这些发现还强调了FAstV研究在理解星状病毒生物学及其对动物和人类健康潜在影响方面的广泛意义,特别是在跨物种传播和人畜共患病风险方面。
CRediT作者贡献声明
Rui Xue:撰写初稿、验证、方法学设计、数据分析、数据管理。Rang Wang:方法学设计、数据分析、数据管理。Haodong Zhang:方法学设计、数据分析、数据管理。Weijie Xu:验证、方法学设计、数据管理。Yiting Liu:验证、方法学设计、数据管理。Donglingzi Cao:验证、方法学设计、数据管理。Jiamo Huang:验证、方法学设计、数据管理。Jinrui Chen:方法学设计、数据分析。Shixin Liu:方法学设计

伦理声明

本研究中使用的所有粪便样本均获得了宠物主人的书面知情同意。所有实验操作均严格遵循中华人民共和国的动物伦理规程和指南。本研究采用的动物实验方案已获得广西大学动物护理委员会的批准(批准编号:GXU-2023-001)。
资助
本工作得到了广西自然科学基金(2023GXNSFDA026042)和创新创业本科生培训计划(S202210593222)的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
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