深海古病毒复活:通过触发肠道菌群失调构成的新型生物威胁

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:mBio 5.1

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  这篇研究揭示了深海沉积物中复活的古病毒(如噬菌体DP105/DP016)通过改变小鼠肠道菌群(如降低Marvinbryantia等菌属丰度)引发炎症反应(IL-6/TNF-α↑)、肝功能异常(ALT↑)和糖代谢紊乱(GLU↓)。研究首次系统性证实全球三大洋9个位点的深海病毒(采样深度1,350-6,173m)可通过"噬菌体-细菌"互作威胁哺乳动物健康,为深海资源开发的生物安全评估(如Siphoviridae等病毒家族风险)提供关键依据。

  

病毒组成与分布特征

研究团队从太平洋、大西洋和印度洋的106个深海沉积物样本(深度1,154-6,682米)中分离病毒,透射电镜显示典型病毒形态。病毒组分析显示未分类病毒占比最高(25.75%为原核病毒,44.55%为真核病毒),已分类病毒涵盖12科102种,包括SiphoviridaeMyoviridaeCircoviridae等家族。值得注意的是,热液喷口样本中Phycodnaviridae等病毒家族显著富集,而海沟样本以Siphoviridae为主导。

肠道菌群扰动效应

通过灌胃方式将病毒接种至ICR小鼠,16S rRNA测序显示23个样本(如DP016、DP105)显著改变肠道菌群β多样性(P<0.05)。其中DP018等5个样本导致49个菌属丰度变化,Enterorhabdus等8个菌属与血糖水平呈负相关(Spearman分析),而Parasutterella与血糖正相关。透射电镜鉴定的噬菌体DP105(Myoviridae)和DP016(Siphoviridae)分别分离自Bacillus velezensisStaphylococcus haemolyticus宿主,放射性碳定年显示其距今约3,300-2,800年。

健康损害机制

9个阳性样本引发多重病理效应:

  1. 代谢紊乱:DP018等样本使血糖降低2倍(P<0.01),伴随Lachnospiraceae UCG-006等菌群改变;

  2. 肝损伤:DP016组ALT水平显著升高(P<0.05),与Tyzzerella菌属减少相关;

  3. 肠道炎症:DP105组结肠IL-17表达上调3.2倍,小肠DCLK1+簇细胞数量增加(P<0.01),NEUT(中性粒细胞)比例异常。

生物安全启示

风险病毒分布于三大洋5类生态系统(热液喷口/海沟等),主要集中于10°N-40°S海域。研究建议深海勘探前需进行病毒风险评估,特别是对可能通过"噬菌体-细菌"互作影响人体微生物组的古病毒。该发现为理解极端环境病毒跨生态系统传播提供了首个实验证据,提示深海可能是潜在病原病毒的"潘多拉魔盒"。

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