全基因组测序未比对读段揭示欧非牛种病原多样性及其对气候驱动疾病生态的启示

本研究针对气候变化影响下传染病全球传播加剧的挑战，通过分析来自南非、乌干达、埃及、葡萄牙、荷兰和芬兰多地牛种的全基因组测序（WGS）未比对读段，系统挖掘潜在病原体组成。研究发现南北半球牛种病原分布存在显著地理差异，南半球及过渡地区病原丰度较高，并检出包括Theileria parva、Anaplasma platys及Escherichia coli O157等重要病原。该研究为理解气候变迁下的疾病传播机制及品种抗病适应性提供了关键数据，对制定区域特异性疫病防控策略具有重要科学意义。

　　

随着全球气候变迁持续加剧，传染病的分布格局与传播动态正经历显著变化，这对人类与动物健康构成严峻威胁。尤其在家畜养殖领域，病原体随气候带迁移可能引发新的疫情暴发，而不同地域牛种对病原的抵抗能力存在显著差异，其背后的遗传与微生物机制尚未系统阐明。在这一背景下，挖掘牛群体内潜伏的病原群落构成，不仅有助于预警新发传染病风险，也可为育种策略提供科学依据。

近期发表于《Genomics》的一项研究通过分析来自六大地理区域——南非、乌干达、埃及、葡萄牙、荷兰和芬兰——多种牛的全基因组测序（Whole-Genome Sequencing, WGS）数据中的未比对读段（unmapped reads），系统探索了其携带的病原多样性及地理分布特征。该研究由Daniil Ruvinskiy、Kisun Pokharel、Rodney Okwasimire等来自芬兰自然资源研究院（Luke）的研究团队主导，是迄今利用WGS未比对读段探究牛病原群落构成最为全面的研究之一。

为开展本项研究，团队主要运用以下几项关键技术：首先从已有WGS数据中提取未比对读段，随后将其从头组装为contigs（重叠群），进而通过广泛的文献比对和分类学分析鉴定这些序列所属的病原种类。所有分析样本来自上述六国的当地牛品种，覆盖南半球、北半球及气候过渡带的多类生态-地理环境。

病原组成存在显著地理差异

研究结果显示，不同地区牛种所携带的病原种类与数量具有明显的地理聚类特征。南半球地区（包括乌干达、埃及和南非）的牛种展示出更高数量和多样性的病原序列匹配，尤其以寄生虫及蜱传疾病相关病原为主；而北方地区如芬兰的牛种则病原负荷较低、种类较为有限。

过渡地带与南半球共有多种重要病原

葡萄牙作为气候过渡带，其牛种病原组成呈现出与南半球相似的特征，包括较高负荷的寄生虫及蜱媒病原。在这些地区中，检出频次较高的物种包括：Theileria parva（泰勒虫）、Anaplasma platys（血小板艾立希体）、Theileria orientalis（东方泰勒虫）以及Babesia bigemina（双芽巴贝斯虫）。这一分布与这些地区牛种已发展出的对地方性病原的抗性能力相符。

荷兰牛群中检出人畜共患病原

特别值得注意的是，在来自荷兰的品种中，研究团队检测到了Escherichia coli O157（大肠杆菌O157血清型），该菌是严重的人畜共患病病原，对公共健康具有重要威胁。这一发现提示即使在畜牧业管理较为严格的地区，仍可能存在潜在的食物安全与健康风险。

研究结论部分强调，本工作首次在大范围地理尺度上基于WGS未比对读段揭示牛种病原群落的结构差异，反映出气候与生态环境对病原分布有深远影响。南半球及过渡地区较高的病原多样性可能与温热、潮湿的气候适宜媒介繁殖相关，而北方牛种则可能因长期适应低病原压力环境而表现出较低负荷。此外，该研究也指出，某些地方品种如非洲的牛可能已进化出对特定病原（如Theileria parva）的遗传抗性，这为未来抗病育种提供了有价值的靶标。

讨论中作者进一步提出，随着气候持续变暖，原局限于热带、亚热带的病原体（如多种泰勒虫与巴贝斯虫）可能向高纬度地区扩张，威胁此前未暴露牛群的健康。因此，整合基因组学数据与环境变量，建立病原传播预测模型，将成为应对未来疫情暴发的关键。本研究不仅为“同一健康”（One Health）视角下研究动物-环境-病原互作提供了范例，也凸显了保护地方品种遗传资源以维持抗病多样性的迫切性。