同源重组与进化军备竞赛驱动非洲猪瘟病毒（ASFV）的适应性进化

语 本研究针对非洲猪瘟病毒（ASFV）进化机制不明的关键问题，通过分析252株ASFV完整基因组，系统解析其基因组可塑性、重组事件与选择压力。研究发现：核心基因继承自Asfarviridae家族祖先并定位于基因组中心，末端可变区基因易丢失分化；同源重组驱动76个基因变异（如MGF 360-2L、EP402R），宿主-病毒军备竞赛促使9个基因（如EP153R、B602L）经历正选择。该成果为理解ASFV全球传播机制及开发靶向防控策略提供理论支撑。

　　

论文解读

非洲猪瘟病毒（ASFV）作为一种高致死性病原体，对全球养猪业造成毁灭性经济损失，但其基因组进化机制长期不明。该病毒拥有170-193 kb的大型双链DNA基因组，分为左侧可变区（LVR）、保守中心区（CCR）和右侧可变区（RVR），其基因组可塑性虽被描述，驱动适应性进化的深层动力仍属空白。

扬州大学的研究团队通过系统分析252株ASFV完整基因组，首次揭示同源重组与宿主-病毒进化军备竞赛的双重驱动力如何塑造病毒适应性进化。研究发现：ASFV通过继承Asfarviridae祖先的32%核心基因构建稳定框架，同时在末端可变区积累高变异基因；重组事件驱动新毒株（如基因R-b型）跨洲传播，而免疫相关基因的正选择则赋予病毒持续逃逸宿主防御的能力。这项发表于《Veterinary Research》的研究，为ASFV防控策略设计提供了关键进化生物学依据。

研究方法概览
研究整合四大分析技术：①基于最大似然法的系统发育重建（IQ-TREE），界定基因I型、II型及重组型（R型）谱系；②泛基因组分析（GATU软件）划分核心基因（>95%存在率）与非核心基因；③基因同线性分析（GenomeSyn）追溯Asfarviridae家族（含ABALV、Faustovirus等）的基因保守性；④重组事件检测（RDP4七算法验证）与选择压力分析（BUSTED/MEME/PAML筛选正选择基因）。

核心研究结果

1. 系统发育分析揭示重组株崛起
   全球ASFV分为基因I型、II型及新兴重组型（R型）。R型进一步分化为R-a与R-b亚型，其中R-b自2022年在中国发现后，迅速扩散至越南、俄罗斯，成为主导重组株（图1），暗示其具备适应性传播优势。

2. 核心/非核心基因的基因组定位
   73.7%基因为I&II双型核心基因（如DNA修复相关基因），集中分布于基因组中心区（CCR）。而末端可变区（LVR/RVR）富集非核心基因（如MGF 110-7L、KP177R），呈现高频丢失与分化（图2），证实基因组两翼是变异"热点"。

3. 祖先基因溯源揭示进化框架
   62个ASFV基因源自Asfarviridae共同祖先，其中36个（如复制必需基因）在所有家族成员中保守（图3）。这些基因构建了稳定的中心区框架，而末端基因在进化中动态更替，体现"核心稳定-末端可变"的双轨进化策略。

4. 同源重组驱动广泛基因重塑
   76个基因存在显著重组信号（图4），包括免疫调节蛋白EP402R（CD2v蛋白）与多基因家族成员（如MGF 360-4L、MGF 505-6R）。重组事件分散于全基因组，非局限于可变区，解释为何重组株R-b能快速整合基因I型与II型的优势性状。

5. 军备竞赛筛选关键正选择基因
   宿主免疫压力驱动9个基因经历正选择（图5），包括：

   • 免疫逃逸相关基因：EP153R（细胞凋亡抑制）、EP402R（细胞吸附）、I10L（NF-κB通路抑制）
   • 未知功能基因：MGF 505-4R、MGF 505-9R
     正选择位点多位于蛋白表面（如EP153R的5个表面残基），提示其直接参与宿主互作（图6）。

结论与意义
ASFV通过双重进化引擎实现持续适应：同源重组充当"创新加速器"，广泛重塑基因组（尤其MGF家族与免疫基因），催生具有传播优势的重组株；宿主-病毒军备竞赛则作为"定向筛"，在免疫关键蛋白（如EP402R、B602L）上留下正选择印记，优化病毒生存策略。

该研究首次将ASFV的宏观进化现象（如全球重组株扩散）与微观分子机制（基因重组/选择位点）精准关联，不仅解释其快速跨宿主传播的遗传基础，更为疫苗设计指明新靶点——靶向重组热点基因（如MGF 360-2L）或正选择蛋白（如表面残基簇），有望阻断病毒适应性进化路径。