基于污水宏基因组学的诺如病毒全球多样性追踪及其流行病学意义

本研究通过宏基因组学技术分析全球62个城市327份污水样本，首次系统揭示诺如病毒34种衣壳基因型和44种聚合酶P型的时空分布特征，发现传统监测未覆盖的罕见型别（如GIV/GVIII/GIX），证实污水监测可有效补充临床监测盲区（尤其非洲地区），为全球诺如病毒防控提供新策略。论文发表于《Water Research》。

　　

诺如病毒作为全球急性胃肠炎的主要病原体，每年导致约6.85亿病例和20万人死亡，其高变异特性使得传统监测体系难以全面捕捉病毒多样性。尤其在低收入和中等收入国家（LLMICs），临床监测数据严重不足——2017-2019年GenBank中仅4%的诺如病毒序列来自LLMICs，而这些地区却承载着全球46.1%的人口。这种监测空白严重阻碍了疫苗研发和防控策略制定。

为解决这一难题，荷兰伊拉斯姆斯大学医学中心（Erasmus MC）等机构的研究人员创新性地采用污水宏基因组学（Wastewater Metagenomics）技术，对全球六大洲47个国家62个城市的327份污水样本展开系统性研究。这项发表于《Water Research》的研究首次通过环境样本揭示了诺如病毒的全球分子流行病学图谱。

研究团队运用Illumina双端测序技术对样本进行宏基因组测序，通过生物信息学流程（包括序列组装、BLAST比对和系统发育分析）鉴定病毒型别。重点分析了编码衣壳蛋白的VP1区（分型依据）和RNA依赖的RNA聚合酶区（P型分型），并与GenBank中临床暴发株序列进行比对。

全球分布特征
在82.9%的样本中成功组装出7,609条诺如病毒contig，涵盖GI、GII、GIV、GVIII和GIX五个感染人类的基因群。其中GII型占主导（尤其GII.4 Sydney_2012变种），同时发现传统监测罕报的GVIII型在非洲多国广泛存在。

时空动态规律
检测到明显的季节性波动：北半球冬季GII型检出率升高，而热带地区全年流行。通过系统发育树发现，污水序列与同区域暴发株高度同源（如欧洲GII.P16-GII.4 Sydney株），但西非等地的序列形成了独立进化分支，提示存在地域特异性变异。

方法学突破
研究证实污水监测能检出临床漏诊的罕见型别（如GI.8、GII.23），且在LLMICs样本中发现的型别数量（平均4.5型/样本）显著高于高收入国家（2.8型/样本），凸显该方法在资源匮乏地区的独特价值。

这项研究建立了首个基于污水的诺如病毒全球分子监测网络，其创新性体现在三方面：首先，突破了临床监测对医疗体系的依赖，尤其适用于诊断能力薄弱的LLMICs；其次，通过环境样本捕获到传统方法难以发现的病毒多样性，为疫苗株选择提供更全面的数据支持；最后，建立的开放数据库（ENA: PRJEB87273）为后续研究奠定基础。正如作者Ray W. Izquierdo-Lara强调的，该方法能早期预警新变异株的出现，对实现WHO提出的"2030年消除腹泻病可预防死亡"目标具有重要战略意义。