巴基斯坦新生儿队列中RSV-A组病毒的进化轨迹与传播动态:COVID-19大流行背景下的分子流行病学研究

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对巴基斯坦2岁以下儿童呼吸道合胞病毒(RSV)的流行特征展开系统监测,通过全基因组测序和贝叶斯系统动力学模型揭示了COVID-19大流行期间RSV-A亚型(GA2.3.5)的进化规律。研究发现RSV阳性率从2019-2020年的13%骤升至2020-2021年的32.1%,并首次鉴定出F蛋白F-4-2表位区的P376S突变。该研究为RSV疫苗研发提供了关键分子流行病学数据,论文发表于《Scientific Reports》。

  

呼吸道合胞病毒(RSV)作为婴幼儿下呼吸道感染的主要病原体,每年导致全球3300万例感染和近6万例5岁以下儿童死亡。在COVID-19大流行期间,非药物干预措施的实施意外改变了RSV的流行规律,巴基斯坦等中低收入国家(LMICs)更因医疗资源匮乏面临严峻挑战。然而,这些地区长期以来缺乏全基因组数据,严重制约了全球RSV分子流行病学认知和疫苗研发进程。

巴基斯坦国家卫生研究院(National Institute of Health)联合世界卫生组织,于2019-2022年开展了首个针对2岁以下儿童的RSV长期监测研究。研究人员每周从伊斯兰堡、斯瓦比等5个哨点医院采集鼻拭子样本,采用RT-PCR检测758份样本后发现RSV阳性率达18.7%,其中93.6%为RSV-A亚型。通过对16株全基因组序列的分析,结合贝叶斯系统动力学(BEAST)模型,首次揭示了巴基斯坦RSV的传播规律和进化特征,相关成果发表在《Scientific Reports》。

研究主要采用三种关键技术:1) 基于哨点医院的主动监测系统采集临床样本;2) 全基因组测序和Nextclade分型工具进行基因特征分析;3) 贝叶斯系统动力学框架(BEAST 1.10.4)重建时空传播历史。样本队列来自巴基斯坦六家医院的758名0-24月龄住院患儿。

【RT-PCR阳性率和RSV序列多样性】
监测数据显示RSV阳性率从2019-2020年的13%激增至2020-2021年的32.1%,可能与防疫措施松懈有关。全基因组分析发现所有毒株均属GA2.3.5基因型,但存在11个F蛋白突变,其中P376S突变位于F-4-2抗原表位区,可能影响病毒蛋白寡聚化。

【进化与时空动力学】
系统动力学分析揭示巴基斯坦RSV-A存在5次独立传入事件,主要源自欧洲(英国、荷兰)。全基因组数据集的最晚共同祖先(TMRCA)追溯至1968-1976年,其中L基因(RNA聚合酶)进化速率最慢(5.79×10-4 subs/site/year),G基因最快(2.76×10-3 subs/site/year)。

【全球传播网络】
迁移分析显示美国→巴基斯坦(G基因,BF=511.63)、荷兰→巴基斯坦(M基因,BF=41.28)是主要传播路径。同时发现巴基斯坦向西班牙(BF=11,927.87)、南非(BF=6504.21)的反向传播证据。

这项研究首次绘制了巴基斯坦RSV的分子流行病学图谱,具有三重重要意义:1) 发现F蛋白新型P376S突变,为疫苗设计提供靶点;2) 证实欧洲是巴基斯坦RSV主要输入源,提示跨境防控重点;3) 建立的国家级监测网络可作为LMICs的示范模板。研究特别指出,尽管GA2.3.5谱系在巴基斯坦持续流行三年,但针对该谱系的单克隆抗体Nirsevimab仍保持有效性,这对即将开展的RSV免疫规划具有重要指导价值。

该研究的局限性在于样本量较小(16个全基因组),且缺乏邻国数据比对。作者建议未来应加强亚洲地区的基因组监测,并开展P376S突变的功能验证实验。这些发现为理解RSV在特殊时期的进化规律提供了关键证据,也为全球RSV防控策略的制定提供了科学依据。

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