首次在中国黑龙江省分离出的CVA16 B1c菌株的特征

《Frontiers in Microbiology》：Characteristics of CVA16 B1c strains isolated for the first time in the Heilongjiang Province of China

HFMD由EV-A71、CVA16等肠道病毒引起，CVA16 B1c亚型2022年首次在黑龙江鸡西分离。本研究对15株B1c毒株进行全基因组测序，发现其VP1区核酸相似度99.6%-100%，与全球B1c毒株平均突变率5.14×10?3 substitutions/site/year，共同祖先追溯至2003年。地理传播分析表明中国B1c毒株可能源自印度，并存在与EV-A71、CVA4的重组事件。该研究为疫苗研发和防控策略提供依据。

　　手足口病（HFMD）是一种由肠道病毒引起的全球性传染病，其临床特征通常包括口腔溃疡和手足部位的皮疹。该病主要影响婴幼儿群体，且在亚洲、太平洋地区以及一些欧美国家广泛流行。研究发现，EV-A71（肠道病毒A71型）和CVA16（柯萨奇病毒A16型）是HFMD的主要致病病毒，尤其在大规模爆发中占据主导地位。此外，CVA6（柯萨奇病毒A6型）等其他病毒株也参与了该病的传播过程。在本研究中，重点关注了CVA16的一个重要亚型——B1c型，并探讨了其在中国黑龙江省的首次发现及全球传播和进化路径。

CVA16是肠道病毒属（Enterovirus）中的一个成员，属于小RNA病毒科（Picornaviridae）。该病毒被分为多个基因型，其中B型基因型又被进一步划分为B1a、B1b、B1c和B2四个亚型。B1a和B1b亚型在全球范围内广泛流行，而B1c亚型则相对较少见。本研究中，研究人员从2022年黑龙江省鸡西市的HFMD患者样本中分离出15株CVA16 B1c病毒，并对其全基因组进行了测序分析。通过将这些病毒序列与GenBank数据库中的相关序列进行比对，研究团队进一步分析了这些病毒的系统发育起源、可能的重组事件以及地理传播路径。

研究结果显示，这些CVA16 B1c病毒株之间具有极高的同源性，特别是在VP1区域，其核苷酸相似度达到了99.6%至100%。VP1是CVA16病毒的衣壳蛋白编码区域，通常被认为是决定病毒抗原性和血清型特异性的重要部分。这些高度相似的序列表明，CVA16 B1c在鸡西市的传播可能具有相对集中的特征。然而，全球范围内CVA16 B1c的平均核苷酸替换率约为5.14×10?3替换/位点/年，这一速率在不同地区之间存在一定的差异，但整体上并未表现出显著的进化压力差异。根据分子钟分析，全球CVA16 B1c病毒的最近共同祖先（MRCA）可追溯至2003年，而中国境内首次发现CVA16 B1c病毒的时间则为2011年，来源于广东省的病毒株。这一发现提示，CVA16 B1c可能在2011年通过某种途径进入中国，随后在不同地区传播。

进一步的地理传播分析表明，中国CVA16 B1c病毒株与印度的病毒株关系最为密切，其中2022年的中国病毒株与2018年的印度病毒株有较强的关联性。这种关联性在贝叶斯因子（BF）分析中得到了支持，BF值超过6000的路径表明，中国CVA16 B1c病毒很可能来自印度。此外，研究还发现，CVA16 B1c病毒在传播过程中可能经历了与其他病毒株（如EV-A71和CVA4）的重组事件。这些重组事件可能在不同基因区域发生，包括5′-UTR、P1、P2和P3区域。重组分析不仅揭示了病毒基因组的复杂性，也为理解其进化机制提供了重要线索。

研究还通过构建不同基因区域的系统发育树，进一步探讨了CVA16 B1c病毒的基因特征。在P1区域，所有CVA16 B1c病毒株均与CVA16原型株聚类在一起，这与之前的研究结果一致。然而，在5′-UTR、P2和P3区域，这些病毒株则与CVA4和EV-A71形成了不同的聚类关系。这一现象表明，CVA16 B1c病毒可能通过重组机制获得了部分来自CVA4和EV-A71的基因片段，从而增加了其遗传多样性。这种重组现象可能对病毒的致病性和抗原性产生影响，但目前尚无法明确其具体生物学意义。

在病毒传播路径分析中，研究人员发现，印度、俄罗斯和马来西亚是主要的病毒输出国，而其他地区则更多地扮演输入国的角色。这表明，CVA16 B1c病毒在全球范围内的传播可能受到特定地理和人口流动因素的影响。例如，印度的病毒株可能通过跨境活动或人口迁移进入中国，并在当地进一步传播。此外，日本、法国等国家的病毒株也显示出与印度病毒株的密切联系，这可能与这些国家与中国之间的人员往来或贸易活动有关。这些发现为理解CVA16 B1c病毒的全球传播模式提供了新的视角，并强调了建立全球监测网络的重要性。

在分析CVA16 B1c病毒的VP1基因序列时，研究人员发现了四个特征性突变位点：P3S、V25A、I235V和T240A。这些突变在不同地区的CVA16 B1c病毒株中均被观察到，但并未在其他基因型的CVA16病毒中发现。PROVEAN程序分析表明，这些突变属于中性变异，不会显著影响病毒蛋白的功能。然而，由于这些突变仅存在于CVA16 B1c病毒中，其是否会对病毒的抗原性或致病性产生潜在影响仍需进一步研究。这提示我们，尽管这些突变本身可能不具备显著的生物学功能，但它们的组合可能对病毒的特性产生重要影响。

此外，研究还探讨了CVA16 B1c病毒的进化动态。通过构建贝叶斯天空线（Bayesian skyline plot），研究人员发现，CVA16 B1c病毒的有效种群规模在2011年前后经历了显著变化。2011年至2012年间，种群规模略有上升，随后在2015年至2018年间经历了波动，最终趋于稳定。而在2021年，种群规模再次出现下降趋势。这种动态变化可能反映了病毒在不同地区的传播和消退过程，也可能与疫苗接种、公共卫生干预或环境因素有关。

考虑到CVA16 B1c病毒的传播和进化特征，研究团队建议加强全球范围内的监测网络，以更好地追踪病毒的传播路径并评估其潜在的流行风险。例如，亚太地区肠道病毒监测网络（APNES）和欧洲非脊髓灰质炎肠道病毒网络（ENPEN）已经在不同地区建立了相应的监测体系，旨在通过实验室诊断和数据收集来评估疾病的负担并制定防控策略。在中国，尽管已有HFMD的监测网络，但该网络可能无法及时发现所有肠道病毒的流行情况。因此，有必要扩展监测范围，例如通过建立针对脑炎和脑膜炎的监测实验室网络，以及对急性弛缓性麻痹（AFP）患者和环境中的污水样本进行监控，以全面掌握病毒的传播动态。

综上所述，本研究首次在中国黑龙江省发现了CVA16 B1c病毒，并通过系统发育分析、重组检测和传播路径研究，揭示了该病毒的全球传播模式和进化特征。这些发现不仅丰富了CVA16 B1c病毒的基因数据库，也为进一步研究其抗原性、致病性以及疫苗开发提供了重要的科学依据。同时，研究也强调了加强全球肠道病毒监测和防控措施的必要性，以应对未来可能出现的病毒爆发。