韩国汉坦病毒分子进化与重配动态的纵向基因组监测揭示其遗传多样性及公共卫生意义

本研究通过分析韩国1976-2023年间123株汉坦病毒（HTNV）全基因组，揭示了其分子进化速率（1.6-6.6×10-4替换/位点/年）、强纯化选择（dN/dS<0.1）及频繁重配事件（L片段为主），首次发现约45公里宽的杂交带促进病毒多样性，为HFRS（肾综合征出血热）的精准防控提供关键数据。

　　

病毒与人类的猫鼠游戏：汉坦病毒如何通过“基因洗牌”威胁公共卫生？
在东亚，每只啮齿类动物都可能是一颗定时炸弹——它们携带的汉坦病毒（Orthohantavirus hantanense, HTNV）每年导致15万例肾综合征出血热（HFRS），致死率高达15%。这种病毒如同一个狡猾的魔术师，通过基因组重配（reassortment）不断变换“戏法”，逃避宿主免疫并增强传播力。然而，其进化规则和地理传播路径始终成谜，尤其在韩国这一HFRS高发区，缺乏系统性基因组监测数据制约了精准防控。

韩国大学医学院微生物学系（Department of Microbiology, Korea University College of Medicine）的研究团队开展了一项跨越47年的病毒“追捕”行动。他们构建了韩国迄今最全面的HTNV基因组数据库（123株全基因组），结合贝叶斯进化分析、自然选择压力检测和杂交带建模技术，首次绘制出HTNV在韩国的“基因战争地图”。相关成果发表于《Scientific Reports》，为理解病毒适应性进化提供了范式。

关键技术方法
研究采用MAFFT多序列比对和BEAST贝叶斯进化分析估算分子钟速率；通过HyPhy软件计算dN/dS值评估选择压力；利用GiRaF算法识别基因组重配事件；基于HZAR包构建地理渐变群模型。样本来源于韩国11个城市的啮齿动物及患者，时间跨度1976-2023年。

病毒进化：糖蛋白Gn是“变速器”
通过分析L（RdRp）、M（Gn/Gc）、S（NP）三个基因片段，发现HTNV整体进化速率介于1.6-6.6×10^-4替换/位点/年。其中编码表面糖蛋白Gn的基因进化最快（3.3-6.6×10^-4），且检测到其547位点存在正选择——该位点位于Gn蛋白C端锌指结构域，可能影响病毒颗粒组装。相比之下，其他基因均呈现强纯化选择（dN/dS<0.1），说明HTNV多数变异会被自然选择清除。

基因组“乐高”：L片段最爱“换搭档”
重配分析揭示HTNV存在95次跨片段交换，其中L片段参与77次（与M片段33次，与S片段44次），远高于M-S片段交换频率（18次）。例如京畿道坡州市的毒株表现出L片段特异性重组模式，暗示区域适应性进化。这种“偏好性”可能源于L片段编码的RNA依赖RNA聚合酶（RdRp）与其他基因组元件的兼容性差异。

杂交带：病毒多样性的“熔炉”
地理渐变群分析发现，HTNV在韩国北部存在约45公里宽的杂交带，横跨京畿道涟川郡至江原道华川郡。各片段杂交范围不同：L片段跨越涟川-华川（45.3-89.4公里），M片段仅限华川（64.3-89.4公里），S片段则分布于涟川-铁原（45.3-64.3公里）。这种片段特异性分布提示不同基因在杂交带内的适应性存在差异。

启示：从基因监测到精准防控
该研究首次系统阐释了HTNV在韩国的进化-重配-地理扩散三位一体机制：①Gn蛋白的快速进化可能增强宿主适应性；②L片段高频重配或促进病毒在啮齿动物间的跨谱系传播；③杂交带作为“基因交易所”持续输出新变异株。这些发现为HFRS热点区域预警提供了分子标记——例如可针对Gn蛋白547位点设计快速检测试剂，或在杂交带周边加强灭鼠措施。未来需整合生态学数据，揭示气候变化如何影响杂交带动态。