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年龄、性别与月经周期相关的宿主间多样性调控DENV-2患者的临床表现
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月03日 来源:iScience 4.6
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本研究针对登革病毒2型(DENV-2)感染中宿主因素对疾病表现的调控机制展开深入探索。研究人员通过全基因组测序(WGS)分析2136例住院患者样本,首次揭示年轻男性(19-35岁)感染率最高且呈现性别特异性临床差异:男性以肝损伤为主,女性则表现为严重血液学改变;绝经前女性携带更高病毒多样性,而绝经后女性血小板减少更显著。研究在E、NS3和NS5基因区域发现显著单核苷酸变异(SNV)负荷,证实宿主年龄、性别及激素状态通过塑造病毒基因组多样性影响疾病进程。该成果为登革热精准防控提供了重要分子流行病学依据,发表于《iScience》。
登革病毒(DENV)作为全球性健康威胁,其临床表现从轻度发热到致命性出血热呈现高度异质性。尽管已知病毒血清型和宿主免疫状态影响疾病严重程度,但年龄、性别等人口学因素如何通过调控病毒进化来改变疾病表型,始终是未解之谜。尤其在印度等热带地区,每年超百万病例中年轻成年男性与育龄女性的临床差异现象长期缺乏分子层面解释。
中国科学院基因组与整合生物学研究所(CSIR-IGIB)Rajesh Pandey团队联合多家医疗机构,对2023年德里爆发的登革疫情展开多维度研究。通过对2136例住院患者进行全基因组测序和临床数据分析,首次系统揭示了宿主因素通过塑造病毒群体遗传结构来调控疾病表现的完整链条。
研究采用NS1抗原检测结合血清型特异性qRT-PCR确认DENV-2感染,直接从临床血清样本提取RNA进行纳米孔测序,平均基因组覆盖率达88.1%。通过生物信息学流程(包括Clair3变异检测、Augur系统发育分析等)解析病毒多样性,并整合血常规、肝功能等临床参数进行多组学关联分析。
年轻成年男性呈现最高DENV-2感染率
流行病学分析显示19-35岁年龄段感染占比显著高于其他组别(p<0.05),其中男性病例数约为女性的1.3倍。研究者推测这可能与男性户外活动增加导致的蚊媒暴露率升高有关,但36岁以上人群的性别差异反转提示激素变化可能起关键作用。
年龄分层揭示差异化器官损伤模式
成人组45.75%出现血小板减少,显著高于儿童组的25.42%(p<0.001)。但儿童表现出更普遍的肝脏酶谱异常:80.6%患儿AST升高,而成人仅62.58%。值得注意的是,虽然儿童肝脏受累比例更高,但成人AST/ALT绝对值显著升高,提示年龄相关的肝细胞修复能力差异。
性别特异性病理特征分化
女性患者57.95%存在血红蛋白降低,显著高于男性(16.39%),且61.43%女性出现红细胞分布宽度(RDW)增加。男性则表现为更严重的肝损伤,血清AST中位数达107 U/L,显著高于女性的95 U/L(p<0.01)。这种"女性血液系统-男性肝脏靶向"的分化模式为临床监测提供了重要参考。
月经状态调控病毒进化动力学
绝经前女性携带45.4%独特SNV,遗传多样性显著高于绝经后组(p<0.01)。NS5基因区在绝经后女性中检出28.8个SNV/样本,显著高于绝经前组的4.19(p=0.073)。研究者认为雌激素水平波动可能通过调节固有免疫应答,施加选择性压力驱动病毒变异。
关键基因SNV负荷揭示宿主-病毒共进化
E基因在儿童组检出24个非同义突变,包括Gln52His等可能影响病毒进入的位点。成人组则在NS3蛋白酶区富集Val273Ile等变异,这些突变可能增强病毒复制效率。值得注意的是,NS5聚合酶区的Gly85fs移码突变仅在儿童组检出,提示年龄特异性免疫压力可能选择不同功能变异。
该研究通过大规模队列数据首次建立宿主人口学特征-病毒基因组进化-临床表现的关联模型。发现绝经前女性作为"病毒多样性储存库"的流行病学意义,为解释登革热传播动态提供了新视角。针对E蛋白和NS5蛋白的SNV热点分析,不仅为疫苗设计提供靶点参考,更开创了基于宿主因素的精准预后评估新范式。研究者建议未来防控策略应纳入年龄-性别分层管理,特别是在高流行区对育龄女性加强监测。
这项研究也存在样本地域局限性和缺乏纵向数据等不足。但作为迄今最大规模的DENV-2宿主-病毒互作研究,其发现将深刻影响登革热的临床实践和公共卫生决策。随着气候变暖导致的蚊媒分布扩张,这种基于宿主生物学特征的精准防控思路,可能成为应对新发传染病的重要范式。
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