肯尼亚G8P[14]型轮状病毒全基因组解析揭示偶蹄动物向人类的跨种传播机制

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Tropical Medicine and Health 3.6

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  本研究针对非洲儿童腹泻病原体轮状病毒(RVA)的基因多样性开展深度解析,通过对肯尼亚G8P[14]型人源毒株A75的全基因组测序,首次揭示其独特的基因型构象(G8-P[14]-I2-R2-C2-M2-A11-N2-T6-E2-H3),证实该毒株通过偶蹄动物(Artiodactyla)向人类的跨种传播(zoonotic transmission)事件,为非洲地区轮状病毒进化与防控提供关键数据。

  

轮状病毒是导致全球儿童重症腹泻的主要病原体,每年在非洲造成超过10万例死亡。尽管G1-G4、G9等基因型在人类中占主导地位,但非常规基因型G8P[14]的散发病例持续引发关注——这类毒株通常存在于偶蹄动物(如牛、羊)中,其向人类的传播机制与进化路径尚不明确。非洲作为轮状病毒疾病负担最重的地区,此前仅有两例来自北非的人类G8P[14]毒株基因组数据,东非地区更是空白。

肯尼亚医学研究所(KEMRI)与日本大分大学等机构的研究团队,从2000年肯尼亚一名8月龄腹泻患儿的存档粪便样本中,鉴定出G8P[14]型毒株A75。通过Illumina MiSeq高通量测序技术,研究人员完成了该毒株11个基因组片段的完整解析,发现其基因型构象(G8-P[14]-I2-R2-C2-M2-A11-N2-T6-E2-H3)中,非G/P基因片段(I2-R2-C2-M2-A11-N2-T6-E2-H3)与偶蹄动物轮状病毒高度一致。研究论文发表于《Tropical Medicine and Health》,首次揭示了东非人源G8P[14]毒株的跨种传播证据。

关键技术包括:

  1. 从存档粪便样本中提取轮状病毒双链RNA(dsRNA),采用Illumina MiSeq平台进行全基因组测序
  2. 使用CLC Genomics Workbench进行序列组装,通过BLAST和RIVM分型工具确定基因型
  3. 基于最大似然法(Maximum-likelihood)构建11个基因片段的系统发育树,模型选择依据AIC准则
  4. 通过mVISTA平台全基因组比对和氨基酸序列分析评估毒株进化关系

研究结果:
Full genome characterization
毒株A75的基因组构象与摩洛哥人源毒株ma31、埃及AS970等非洲G8P[14]毒株存在显著差异,提示非洲可能存在多次独立的跨种传播事件。

Phylogenetic analyses

  • VP7基因与斯洛伐克狍源毒株D110-15(KY426808)相似度达97.3%,与西班牙绵羊毒株OVR762(EF554153)形成进化支
  • VP4基因与南非水牛毒株4426(MT234361)有92.2%同源性,位于含澳大利亚人源毒株的跨物种传播簇
  • VP1/VP2/NSP2/NSP4基因与肯尼亚人源毒株B12(HM627542-HM627551)高度相似,提示局部地区基因重组

Discussion and conclusion
研究首次证实东非存在偶蹄动物源G8P[14]轮状病毒向人类的直接传播,其进化路径可能涉及多次基因重配(reassortment)。值得注意的是,毒株A75的流行呈现零星散发特征,在后续肯尼亚监测中未再检出,暗示其尚未完全适应人际传播。该毒株的G8P[14]基因型与当地使用的ROTAVAC疫苗(G9P[11])不匹配,凸显了动物源毒株对现有疫苗的潜在逃逸风险。

这项研究填补了非洲轮状病毒进化研究的空白,为理解人兽共患病传播机制提供了分子流行病学模板。未来需要加强非洲人类与动物轮状病毒的协同监测,以预警可能引发流行的新型重组毒株。

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