中国南方深圳与珠海地区轮状病毒A组(RVA)基因特征及进化机制研究(2020-2023)

【字体: 时间:2025年08月19日 来源:BMC Genomics 3.7

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  本研究针对中国南方深圳与珠海地区轮状病毒A组(RVA)的基因特征展开系统分析,通过收集2020-2023年腹泻患者样本,结合RT-PCR检测、全基因组测序及生物信息学分析,揭示了G9P[8]基因型下降与G8P[8]新兴流行的动态趋势。研究发现VP7/VP4基因的进化分支差异,并首次报道了VP7基因重配事件及NSP1/NSP5/6基因重组现象,为疫苗研发和流行病防控提供了关键数据。论文发表于《BMC Genomics》,填补了亚洲地区RVA完整基因组数据的空白。

  

轮状病毒A组(Rotavirus A group, RVA)是引发婴幼儿病毒性腹泻的主要病原体之一,每年导致全球数百万例住院和死亡病例。尽管疫苗的推广显著降低了RVA相关疾病负担,但其复杂的基因组结构和多样的进化机制(如重配和重组)使得新型毒株不断涌现,给防控带来挑战。中国南方地区作为RVA高发区,流行病学数据却相对匮乏,尤其是深圳、珠海等人口密集的经济特区,亟需系统性研究。

北京生物技术研究所先进生物技术实验室联合深圳市疾控中心、珠海市疾控中心等机构,对2020-2023年哨点医院收集的腹泻样本展开研究。通过荧光PCR筛选出158例RVA阳性样本,从中选取57例进行全基因组测序,最终获得604条序列(含40株完整基因组)。研究团队结合全球数据库序列,采用CD-HIT去冗余、MAFFT比对和IQ-TREE构建系统发育树,并通过RDP4软件分析重组和重配事件。

关键技术包括:1)哨点医院样本队列的RT-PCR筛查;2)Illumina Novaseq 6000平台的全基因组测序;3)基于SPAdes和Unicycler的基因组组装;4)多基因片段系统发育分析;5)RDP4驱动的重组/重配检测。

基因型分布动态

研究发现深圳与珠海地区RVA基因型呈现显著更替:2020-2021年以G9P[8]为主(52.63%),但2022-2023年G8P[8]迅速崛起(占比达71.43%-75%)。全球和中国数据均显示G1P[8]持续衰减,而G8P[8]的爆发性增长在中国尤为突出(图1)。

VP7/VP4基因进化特征

VP7基因系统发育显示G9型分为三个进化枝:Clade II包含多数新测序毒株,与福州(2021年)和日本(2018年)毒株亲缘最近;新兴G8型毒株则与牛源毒株存在进化关联(图2)。

VP4基因中P[8]型主导(>50%),其Clade II毒株集中分布于东亚,且均为2016年后新发谱系(图3),提示地域性传播特征。

重配与重组事件

发现一例罕见VP7基因重配毒株(PV943222),其VP7属G9型而其他片段与G1型毒株同源(图4)。

另鉴定出两例重组事件:NSP1基因(PV948568)重组区覆盖148-1790 bp,亲本为日本猫源毒株;NSP5/6基因(PV943291)则存在南非与爱尔兰毒株的跨洲重组(图5)。

该研究揭示了G8P[8]在中国南方的快速扩张可能与其疫苗逃逸潜能相关,尤其RotaTeq疫苗未覆盖G8型。VP7基因重配和跨宿主重组事件证实了RVA通过基因组片段交换获得进化优势的机制。这些发现为理解RVA的跨区域传播规律、优化疫苗设计提供了分子流行病学依据,强调了对新兴毒株持续监测的必要性。研究贡献的604条基因组序列显著丰富了亚洲地区RVA数据库,为后续防控策略制定奠定基础。

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