格陵兰Kangerlussuaq地区蚊虫宏基因组分析揭示独特病毒组特征及其在气候变化下的潜在风险

本研究针对气候变化对北极媒介生态的影响，通过宏基因组测序技术分析了格陵兰Kangerlussuaq地区的蚊虫病毒组（virome），首次揭示了Aedes impiger和Aedes nigripes携带的多种新型RNA病毒（如Flaviviridae、Orthomyxoviridae等），其氨基酸序列相似性低至34%，表明北极蚊虫病毒组的独特性。该研究为评估气候变暖背景下媒介传播疾病风险提供了关键数据，发表于《Scientific Reports》。

　　

北极地区正经历全球变暖速度两倍于平均水平的生态剧变，蚊虫等媒介生物的分布与行为随之改变。然而，北极蚊虫携带的病毒组及其潜在传播风险仍属未知领域。格陵兰Kangerlussuaq地区作为典型北极生态系统，其优势蚊种Aedes impiger和Aedes nigripes的病毒组特征亟待解析。英国动物与植物卫生署（APHA）病毒学部门的Mirjam Schilling团队通过宏基因组测序技术，首次系统揭示了该地区蚊虫的病毒多样性，为预测气候驱动下的新发传染病风险提供了科学依据。

研究采用形态学与DNA条形码（cox1基因）双重鉴定蚊种，2022-2023年共采集145只蚊虫（70%为A. impiger）。通过个体快速裂解（DNA/RNA Shield）和Illumina NextSeq测序，结合Chan Zuckerberg生物信息学流程（含SPAdes组装、BLASTX比对等），分析了非宿主来源的病毒序列。

Aedes impiger是Kangerlussuaq的优势蚊种
DNA条形码确认2023年样本中70%为A. impiger，23%为A. nigripes，显著改变了此前认为A. nigripes为北极主要蚊种的认知。

北极蚊虫携带高度多样化的病毒组
病毒序列覆盖(+)ssRNA、(-)ssRNA、dsRNA和逆转录病毒，其中Totiviridae、Flaviviridae和Orthomyxoviridae占比最高（图2）。值得注意的是：

1. 发现多科新型病毒，如与已知黄病毒（Flaviviridae）氨基酸相似性仅35%的序列；
2. 两种蚊虫共享90%以上病毒家族，但各自保有独特病毒谱（如Orthophasmavirus仅见于单一池样本）；
3. 与芬兰蚊虫病毒组（如Vaasa toti-like virus）存在进化关联。

系统发育分析证实病毒新颖性
基于MAFFT和BEAST的进化树显示（图3）：

• 黄病毒样病毒与库蚊（Culex tritaeniorhynchus）病毒亲缘最远（AA相似性35%）；
• 正粘病毒样病毒（Orthomyxoviridae）核蛋白与Byreska病毒差异达64%；
• 布尼亚病毒目（Bunyavirales）中新型phasivirus与瓜德罗普岛毒株相似性仅36%。

北极蚊虫病毒组具有地域特异性
与Moonen数据库对比（图4），仅38%的病毒与其他Aedes物种重叠，且与地理分布相似的A. cantans相似度最高（p=0.0008），提示生态位而非地理距离主导病毒组构成。

讨论指出，北极蚊虫能复制多类病毒（包括潜在人畜共患病病毒科），但当前检测到的均为昆虫特异性病毒（ISVs）。研究首次揭示：

1. 北极蚊虫病毒组与中纬度物种显著不同，低序列相似性（<40%）可能造成传统PCR漏检；
2. A. impiger的人类吸血行为证实其理论传病风险；
3. 气候驱动的物种迁移可能改变病毒传播格局。

该研究为北极生态健康评估建立了基线数据，未来需扩大采样以明确病毒组差异的物种/地域驱动因素，并验证ISVs对虫媒病毒（arbovirus）传播的调控作用。发表于《Scientific Reports》的成果凸显了宏基因组技术在极端环境病原体监测中的不可替代性。