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揭示贵州省蚊媒病毒多样性及动态特征的宏基因组学研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Infectious Diseases of Poverty 4.8
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本研究针对贵州省复杂喀斯特地貌区蚊媒病毒谱系不清的问题,通过两年大规模蚊虫监测(采集4万余只蚊虫)结合宏基因组测序技术,首次系统解析了该地区蚊媒病毒组特征。研究发现162种病毒(含22种新病毒),实验验证了日本脑炎病毒(JEV-GI)、盖塔病毒(GETV-GIII)和版纳病毒(BAV-A2)的流行株基因型,揭示白纹伊蚊(Ae. albopictus)携带独特病毒群落。该成果为喀斯特地区虫媒传染病防控提供重要本底数据,发表于《Infectious Diseases of Poverty》。
在生态脆弱的喀斯特地区,蚊虫传播的疾病始终是公共卫生的重大威胁。贵州省作为中国西南典型的喀斯特地貌区,其独特的溶洞水系和丰富的生物多样性为蚊虫繁殖提供了理想环境。过去二十年里,该地区报告了5136例日本脑炎病例,2016年还曾检出寨卡病毒,然而人们对这些病毒如何在蚊群中维持、传播仍知之甚少。更令人担忧的是,随着"生态移民"政策实施,近五分之一人口跨区域流动,可能加速病原体的扩散。这种生态与人文因素的复杂交织,使得系统解析蚊媒病毒谱系成为当务之急。
贵州医科大学特色病原生物学重点实验室的研究团队开展了为期两年的蚊虫生态调查,覆盖全省8个地级行政区22个采样点,通过BG诱蚊灯、灭蚊灯等多种方法捕获4万余只成蚊,涵盖按蚊(Anopheles)、伊蚊(Aedes)、阿蚊(Armigeres)和库蚊(Culex)四大类群。研究人员采用宏基因组测序技术结合生物信息学分析,首次绘制了贵州省蚊媒病毒全景图谱,相关成果发表在《Infectious Diseases of Poverty》。
关键技术方法包括:1) 跨区域蚊虫采样(2021-2022年贵州省8个地州22个点位);2) 线粒体COI基因分子鉴定;3) 基于MGISEQ-2000平台的宏基因组测序;4) RdRp基因系统发育分析;5) C6/36细胞系病毒分离培养。
主要研究结果
蚊种组成与新记录种发现
研究鉴定出11种蚊虫,包括首次在贵州省记录的贝氏按蚊复合体(An. baileyi complex)。地理分布分析显示,按蚊、阿蚊和库蚊主要集中于牲畜棚,而伊蚊多孳生于居民区田野环境。这种生境偏好差异为理解病毒传播途径提供了生态学线索。
病毒多样性全景图谱
从51,659条contig中鉴定出162个病毒片段(140个已知病毒和22个新病毒),分属7个病毒门和32个科。值得注意的是,冠状病毒科的传染性支气管炎病毒(IBV)在按蚊、阿蚊和库蚊中均有检出,而黄病毒科的QBV(昆虫特异性病毒)仅在伊蚊中发现。通过细胞培养实验,成功分离到日本脑炎病毒(JEV)、盖塔病毒(GETV)等具有公共卫生意义的病原体。
重要人兽共患病毒基因型解析
对10株JEV的全基因组测序显示均属GI型,但存在南北差异:北部遵义、铜仁的毒株为GI-b亚型,而南部黔西南州三株属GI-a亚型。GETV毒株的E2基因分析确认其属于GIII基因型,与2018年贵州猪源毒株高度同源。版纳病毒(BAV)的VP12基因分型则显示其属于A2亚型,与本地既往毒株形成独立进化支。
RdRp基因进化与表达特征
基于≥200个氨基酸的RdRp序列构建系统发育树,发现杜普病毒门(Duplornaviricota)的新病毒GMNV9与蚂蚁相关病毒亲缘最近;而基特里诺病毒门(Kitrinoviricota)的GMNV7可能参与昆虫-植物互作。表达谱分析显示,库蚊携带的病毒多样性最丰富,其中正粘病毒科(Orthomyxoviridae)成员表达量尤为突出。
病毒群落α多样性比较
白纹伊蚊的病毒Shannon指数显著高于其他蚊种(P<0.0001),且比广州、海南甚至瑞士、美国的同种蚊虫更具多样性。地理比较发现,贵州阿蚊和库蚊的病毒丰富度也显著高于华南地区(P<0.01),凸显喀斯特生态系统的特殊性。
这项研究首次系统揭示了贵州省蚊媒病毒组的复杂性和动态特征,为理解喀斯特环境对病毒进化的影响提供了新视角。发现JEV-GI型的优势流行提示当前GIII型疫苗的更新需求,而GETV-GIII和BAV-A2的流行则警示需要加强人兽共患病监测。特别值得注意的是,白纹伊蚊作为"超级载体"携带独特病毒群落,其跨区域扩散可能重塑疾病传播格局。研究者建议将病毒宏基因组监测纳入公共卫生体系,这对实现联合国可持续发展目标中"消除流行病"的承诺具有重要实践意义。论文最后指出,随着气候变化和人类活动加剧,未来需要更多研究来揭示喀斯特地貌、贫困人口迁移与蚊媒病毒传播的复杂关联。
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