非洲象群突发性死亡元凶新证：Bisgaard taxon 45菌株毒力因子基因组学解析

本期推荐回应研究：针对2020年津巴布韦非洲象群不明原因急性死亡事件，Rasmussen团队通过基因组比对分析，发现致病菌Pasteurella sp. (Bisgaard taxon 45)携带特有毒力基因簇（含pmHAS等），其编码蛋白与脑膜炎奈瑟菌相似，从分子层面揭示了该菌株嗜神经性及超强致病性的潜在机制，为野生动物突发性疫病溯源提供关键依据。

　　

2020年，非洲津巴布韦发生了一起令人震惊的非洲象群大规模急性死亡事件。这些体型庞大的草原巨兽在短时间内接连倒下，部分个体甚至表现为超急性死亡，尸检显示多器官出血和神经系统病变特征。这场生态悲剧引发了全球野生动物保护界的高度关注，迫切需要对死亡原因进行科学溯源。

维多利亚瀑布野生动物信托基金的Chris M. Foggin团队最早介入调查，并于2023年在《自然-通讯》发表了突破性研究成果：从死亡大象体内分离出一种名为Bisgaard taxon 45的未命名巴斯德菌属(Pasteurella sp.)细菌，通过组织病理学证实该菌可引起致死性败血症，且对脑组织表现出特殊亲和力。这是该地区首次发现此类病原体导致的野生动物群体死亡事件，但当时对菌株的具体毒力机制尚未阐明。

针对这一科学空白，Rasmussen研究团队开展了深入的比较基因组学研究。他们将该死亡事件中分离的菌株与其它来源的Bisgaard taxon 45分离株进行全基因组比对，重点分析毒力因子相关基因簇的差异。研究发现，2020年大象死亡事件分离株携带一个独特的基因簇，其中包含编码透明质酸合酶(pmHAS)的基因——值得注意的是，早期研究中曾误将其标注为透明质酸酶，但实际功能为合成而非降解透明质酸。更引人注目的是，这些特有基因编码的蛋白质与脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)的毒力蛋白高度相似，这从分子层面解释了为何该菌株表现出强烈的嗜神经性和超强致病性。

研究人员主要采用基因组测序与比较基因组学分析技术，对来自2020年大象死亡事件的Bisgaard taxon 45分离株（样本来源为津巴布韦死亡象群）及其他动物来源的菌株进行全基因组比对，通过生物信息学方法鉴定特有基因簇，使用蛋白质同源性分析验证毒力因子功能，并结合组织病理学发现进行跨学科验证。

研究结果主要体现在以下方面：

基因组比较揭示特有毒力基因簇

通过全基因组比对，发现2020年大象死亡事件分离株含有其他Bisgaard taxon 45分离株中不存在的一组特有基因。这些基因构成一个可能编码毒力因子的基因簇，为解释该菌株的超强致病性提供了遗传学证据。

毒力因子功能相似性分析

对特有基因编码蛋白的功能预测显示，其与脑膜炎奈瑟菌产生的毒力蛋白具有显著相似性。这一发现与病理观察中发现的脑组织亲和性和超急性临床表现高度吻合，提示可能存在类似的致病机制。

pmHAS基因的功能校正

研究澄清了前期研究中关于pmHAS基因功能的误解，确认其编码的是透明质酸合酶而非透明质酸酶。该酶可能通过合成透明质酸荚膜增强细菌的免疫逃逸能力，进而促进全身性感染的发生。

研究结论表明，2020年非洲象群大规模死亡事件是由一种具有独特毒力基因特征的Bisgaard taxon 45菌株引起。该菌株通过获得性基因编码与脑膜炎奈瑟菌相似的毒力因子，实现了对大象的高效感染和致命性攻击。这项研究不仅揭示了野生动物群体死亡事件背后的分子机制，也为未来监测和诊断此类新发传染病提供了重要的生物标志物参考。研究者特别强调，随着人类活动范围扩大和气候变化，野生动物与家畜及人类的接触增加，可能导致更多未知病原体的出现，因此建立完善的病原体监测体系和快速诊断方法至关重要。该研究成果发表于《Nature Communications》杂志，为全球野生动物保护和人兽共患病防控提供了科学依据。