加拿大城市与机构废水中人类乳头瘤病毒流行型别的高通量测序鉴定及其公共卫生意义

这篇研究通过高通量测序技术（NGS）分析了加拿大城市与矫正机构的废水样本，首次系统鉴定了24种α-乳头瘤病毒属HPV型别（包括高危型HPV-16/18/45和潜在致癌型HPV-67/69/73）。研究揭示了不同社区HPV型别分布的显著差异，证实废水监测（WBT）可弥补临床检测的局限性，为疫苗评估和癌症预防提供了新型群体生物学工具。

　　

ABSTRACT
人类乳头瘤病毒（HPV）作为全球流行的病原体，其高危型别与宫颈癌、肛门癌等多种恶性肿瘤密切相关。本研究创新性地采用靶向L1基因GP5+/GP6+位点的Illumina扩增子测序技术，对加拿大两大城市、两个小镇及三所矫正机构的废水样本进行分析，揭示了HPV群体传播的“废水指纹”。

INTRODUCTION
废水检测（WBT）技术因其无创性和群体覆盖优势，已成为监测SARS-CoV-2等病原体的重要工具。HPV作为非包膜双链DNA病毒，其L1基因高度保守（突变率仅2.2×10^?9
-4.5×10^?7
/位点/年），是理想的WBT靶标。研究特别关注临床监测盲区——如矫正机构等特殊人群的HPV流行特征。

MATERIALS AND METHODS
样本采集覆盖不同人口规模区域，采用酚-氯仿提取结合磁珠纯化技术获取病毒DNA。通过优化GP5+/GP6+引物体系（含Illumina接头和7nt条形码），实现151bp L1基因片段的多重PCR扩增。测序数据经Trimmomatic质控后，使用BLAST+比对至Papillomavirus Episteme数据库（相似度阈值93%）。

RESULTS

1. 测序效能：86个样本中73个达标，产生1114万条HPV特异性读长，阳性对照质粒验证显示HPV-39/51/68存在引物结合效率问题。
2. 型别特征：检出24种α属HPV，包括6种疫苗覆盖型别（如HPV-16/18）和3种潜在致癌型（HPV-67/69/73）。城市样本型别多样性显著高于矫正机构（Shannon指数1.10-1.26 vs 0.05-0.48）。
3. 地域差异：HPV-7/91仅在乡镇样本中零星检出，而HPV-3/10在所有位点持续优势存在，提示皮肤型HPV通过洗浴活动进入污水。

DISCUSSION
研究发现颠覆了传统认知：

• 临床未常规监测的HPV-67/69/73在废水中稳定检出，暗示现行疫苗覆盖范围可能存在缺口
• 矫正机构样本中2-6个型别的低多样性，反映了封闭环境的传播瓶颈效应
• 皮肤型HPV-3/10的高丰度提示其可能通过粪便排泄途径进入污水系统

研究局限性包括GP5+/GP6+引物对部分型别的扩增偏倚，以及缺乏临床数据直接验证。未来可通过引入独特分子标识符（UMI）技术提高定量准确性。

这项研究为HPV群体监测开辟了新维度，其“污水流行病学”方法特别适用于评估疫苗政策效果、追踪高危型别地理传播，以及服务医疗资源匮乏地区的癌症预防需求。随着WBT技术的标准化发展，该方法有望成为全球HPV防控体系的重要组成。