抗病毒药物奥司他韦靶向消除石质文物地衣病害的创新保护策略

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:International Biodeterioration & Biodegradation 4.1

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  针对石质文物因岩生地衣(saxicolous lichens)滋生导致的生物劣化问题,研究人员首次发现全球多地文物地衣中普遍存在的双链RNA病毒PpPV1,并创新性采用抗病毒药物奥司他韦(oseltamivir)处理。该策略通过降低病毒载量(viral titer)和抑制共生藻类光合活性,显著削弱地衣功能,为文化遗产保护提供了环境友好型解决方案。

  

论文解读

石质文物承载着人类文明的印记,但岩生地衣(saxicolous lichens)的滋生正悄然侵蚀这些无价之宝。地衣作为真菌与藻类的共生体,通过分泌有机酸和物理扩张加速石材风化,而传统杀菌剂易引发耐药性且损伤文物表面。更棘手的是,地衣内潜伏的病毒可能通过旅游活动跨区域传播,威胁生态安全。如何在不破坏文物前提下实现长效保护?这一难题亟待创新解决方案。

中国的研究团队在《International Biodeterioration》发表的研究中,首次揭示了地衣中广泛存在的双链RNA病毒Pyxine petricola partitivirus 1(PpPV1),并开创性利用抗流感药物奥司他韦靶向抑制病毒,同时削弱地衣活力。该研究从四川牛角寨石窟等全球118份地衣样本出发,通过RNA病毒宏基因组学(viral metagenomics)鉴定出PpPV1,其dsRNA 1和dsRNA 2分别编码RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)和衣壳蛋白(CP)。系统发育分析显示该病毒属于 Alphapartitivirus 新种,在安哥拉砂岩遗址、长城等文物地衣中感染率高达70.2%。

关键技术方法
研究采用RNA病毒宏基因组学从四川牛角寨石窟地衣中鉴定PpPV1;通过免疫荧光显微镜(immunofluorescence microscopy)和透射电镜(TEM)定位病毒颗粒于地衣真菌细胞质;设计特异性引物PCR检测全球样本;使用奥司他韦(5 μg/mL)喷洒处理北京凤凰岭地衣,通过实时定量PCR检测病毒载量变化,并结合荧光素二乙酸酯(FDA)染色评估细胞活性;体外培养地衣共生藻Trebouxia jamesii验证药物对藻类的抑制作用。

研究结果

  1. 病毒鉴定与分布特征
    通过电镜观察到直径50–70 nm的球形病毒颗粒,免疫金标记证实其特异性感染地衣真菌。全球采样显示PpPV1在低海拔(<2000 m)和高海拔(>4000 m)地衣中感染率显著,而在土壤地衣中未检出,提示其生态位偏好。

  2. 抗病毒干预效果
    奥司他韦处理使病毒载量降低3.2倍(p<0.01),地衣面积两年内缩减32%。FDA染色显示处理组藻细胞活性下降,共生藻Trebouxia jamesii的菌落形成单位(CFU)减少23.6%(p<0.05),证实药物通过双重机制——抑制病毒复制和削弱光合作用——瓦解地衣共生体系。

  3. 文物保护应用潜力
    相比传统激光或化学清洗,该策略避免物理损伤且降低病毒传播风险。尽管需评估药物环境残留,但其精准靶向特性为《威尼斯宪章》倡导的“最小干预”原则提供了新思路。

结论与意义
该研究首次将病毒生态学引入文化遗产保护,证实PpPV1是地衣-文物互作的关键媒介。奥司他韦的跨界应用不仅拓展了抗病毒药物的使用场景,更开创了“以病毒控地衣”的生物调控路径。未来需优化药物缓释技术并开展长期生态监测,但这一发现无疑为石质文物可持续保护提供了全新工具箱,同时为研究地衣共生系统的病毒调控机制开辟了道路。

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