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犬圆环病毒的进化动态与密码子偏好性分析:揭示全球传播与宿主适应性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Molecular Phylogenetics and Evolution 3.6
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本研究针对犬圆环病毒(CanineCV)跨宿主传播风险,通过宏基因组测序和生物信息学分析,揭示了其5大进化分支(China-I、China-II等)、重组驱动进化机制及1950年挪威狐源起源,首次量化其对人源适应性高于已知宿主,为潜在人畜共患风险提供预警。论文发表于《Molecular Phylogenetics and Evolution》,为Circoviridae科病毒防控策略奠定理论基础。
研究背景
圆环病毒(Circovirus, CV)作为最小的动物DNA病毒,其成员如猪圆环病毒(PCV)已对畜牧业造成重大损失。2011年发现的犬圆环病毒(CanineCV)近年频繁突破物种屏障,相继感染貉、猫等新宿主,且与免疫抑制症状相关。更令人担忧的是,80%的CanineCV序列来自人类亲密伴侣——犬,而现有研究对其进化历史和传播风险认知仍碎片化。华南农业大学微生物实验室团队在流浪犬血清中检出32.4%的高阳性率,促使他们系统性解析该病毒的全球传播规律与潜在公共卫生威胁。
技术方法
研究整合了华南地区流浪犬庇护所的34份血清样本(通过宏转录组测序发现11例阳性),结合NCBI中276条全球序列,使用BEAST进行时空溯源、RDP5检测重组事件、CodonW分析密码子使用偏好性,并建立宿主适应性指数模型评估跨种感染风险。
研究结果
1. 样本检测与测序
在深圳流浪犬庇护所中通过PCR确认11例CanineCV阳性样本,获得3条新全基因组序列(GenBank登录号PP781941-PP781943)。
2. 病毒组成与分布
全球276条序列的系统发育分析揭示CanineCV存在5大分支:China-I、China-II、Cosmopolitan、EA(东亚)和SEA(东南亚)分支,其中中国分支呈现地域特异性。
3. 时空起源与传播
贝叶斯进化分析表明,CanineCV最早可追溯至1950年7月的挪威赤狐(Vulpes vulpes),随后通过跨大陆重组事件扩散至欧亚及美洲。
4. 密码子使用偏好性
病毒Rep蛋白(复制相关蛋白)密码子适应指数(CAI)显示其对人类密码子系统的适应性显著高于犬、猫等已知宿主,暗示潜在人畜共患可能。
5. 重组分析
检测到China-I与Cosmopolitan分支间广泛重组,重组热点集中在Cap蛋白(衣壳蛋白)编码区,这种“模块化进化”加速了宿主范围扩张。
结论与意义
该研究首次构建了CanineCV的全球传播图谱,证实重组是其进化核心驱动力。尤为关键的是,通过宿主适应性指数量化评估,发现CanineCV对人类细胞的适配度超越现有宿主,这一发现为“病毒溢出”风险提供了早期预警。尽管目前尚无人类感染报道,但鉴于其与PCV的遗传相似性及免疫抑制特性,需加强跨物种监测。研究不仅为Circoviridae科的进化机制提供新见解,也为新发人兽共患病的“One Health”防控策略提供了理论依据。
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