《Infection, Genetics and Evolution》：Genetic diversity and evolutionary relationships of porcine astroviruses from wild boars and domestic pigs in Japan
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本研究针对日本野猪与家猪星状病毒(PoAstV)的传播机制和进化规律展开系统研究。通过宏转录组测序和全长基因组比对，首次发现野猪携带PoAstV-2/4/5基因型，并证实野生动物-家畜界面存在频繁的重组事件。研究揭示了PoAstV通过重组实现遗传多样化的进化机制，为理解RNA病毒在交叉宿主传播过程中的适应性进化提供重要依据。
在日本的山区和农田交界地带，野猪（Sus scrofa）种群数量近年来持续增长，活动范围不断扩展。这些野生动物的活动轨迹日益接近畜牧业区域，使得病原体在野生动物与家畜之间的自然传播风险显著增加。野猪已被确认为古典猪瘟病毒的自然宿主，近年来在日本引发家猪疫情暴发。然而，对于其他病毒，特别是猪星状病毒（Porcine Astrovirus, PoAstV）在野猪种群中的携带情况、遗传特征以及潜在传播风险，科学界仍知之甚少。
PoAstV是一种全球分布的家猪肠道病毒，已知有五种基因型（PoAstV-1至PoAstV-5）。这类病毒不仅与仔猪腹泻相关，近年来的研究还发现PoAstV-3型毒株可引起神经系统疾病，表现为脑脊髓膜炎、虚弱和瘫痪等症状，在匈牙利、美国、韩国和巴西均有报道。尽管PoAstV在临床表现健康的猪群中也常被检测到，但其真实的临床和病理学意义可能远超我们目前的认知。
星状病毒（Astroviruses, AstVs）属于星状病毒科（Astroviridae），分为哺乳动物星状病毒属（Mamastrovirus, MAstV）和禽星状病毒属（Avastrovirus, AAstV）。PoAstV-1已被国际病毒分类委员会（ICTV）正式归类为Mamastrovirus suis（哺乳动物星状病毒3型），而PoAstV-2至PoAstV-5尚未被划分到任何物种。AstVs是无包膜的正链单股RNA病毒，基因组长度约6.4-7.7kb，包含三个重叠的开放阅读框（ORF1a、ORF1b和ORF2）。ORF1a和ORF1b编码非结构蛋白，包括丝氨酸蛋白酶和RNA依赖性RNA聚合酶；ORF2编码病毒衣壳蛋白，是序列变异度最高的区域。
在这一研究背景下，麻布大学兽医学院的Nagai Makoto教授团队在《Infection, Genetics and Evolution》期刊上发表了最新研究成果，系统阐述了日本野猪和家猪中PoAstV的遗传多样性、进化关系以及基因重组特征。
研究人员采用宏转录组分析技术，对2017年至2023年间采集的野猪和家猪粪便样本进行深度测序。研究队列包括300头无临床症状的幼年野猪（来自日本本州中部地区）和330头5月龄以下的家猪（来自日本多个县）。通过Illumina MiSeq平台进行高通量测序，使用CLC Genomics Workbench进行从头组装，获得长度超过5000nt的PoAstV重叠群。利用MEGA12软件进行系统发育分析，采用最大似然法构建进化树，并使用RDP5和SimPlot进行重组分析。
研究结果显示，从12头野猪和67头家猪中鉴定出近全长的PoAstV基因组。系统发育分析表明，野猪源PoAstV包含三种基因型：6株为PoAstV-2型，4株为PoAstV-4型，2株为PoAstV-5型。家猪源PoAstV则包含所有五种已知基因型，其中PoAstV-2型占主导地位（31/67），其次为PoAstV-4型（18/67）和PoAstV-5型（12/67），这一分布模式与野猪中观察到的相似。
3.2.1. 基于近全基因组的系统发育分析
进化分析显示，部分野猪PoAstV毒株与日本本土家猪毒株高度同源，而另一些则与国外猪源毒株亲缘关系更近。特别是在PoAstV-4型中，两个野猪毒株在ORF1a和ORF1b区域与中国和越南的PoAstV-4型高度同源，形成一个独立分支，而在ORF2区域则未观察到这种聚类现象，提示可能存在重组事件。
3.2.2. PoAstV-2的系统发育、重组和相似性图谱分析
PoAstV-2的分析发现，野猪毒株Noto-2在ORF1a和ORF1b区域与中国和越南毒株聚类，但在ORF2区域形成独立分支。相反，野猪毒株Toya-7、Noto-5和Iishi-5在所有编码区均与日本家猪PoAstV-2毒株聚类。重组分析检测到野猪和家猪PoAstV-2毒株之间存在基因内重组。
3.2.3. PoAstV-3的ORF1a、ORF1b和ORF2系统发育分析
PoAstV-3的分析显示，三个日本家猪毒株在ORF1a和ORF1b区域与国外神经性疾病相关PoAstV-3毒株聚类。然而，在ORF2进化树中，一株日本毒株（Uchi-12/2019）脱离该群体，与越南毒株vt_3和中国毒株XJCZ24/2024显示高度同源性。
3.2.4. PoAstV-4的系统发育、重组和相似性图谱分析
PoAstV-4呈现最复杂的进化特征。所有四个日本野猪PoAstV-4毒株均与中国和越南家猪毒株聚类。野猪毒株Toya-12在ORF1a和ORF1b区域与日本家猪毒株同源，但在ORF2区域与越南家猪毒株vt_24聚类。在ORF1b-ORF2边界发现明确的重组断点。
3.2.5. PoAstV-5的系统发育、重组和相似性图谱分析
野猪毒株Ishi-11在所有基因组区域与美国猪源PoAstV-5毒株高度同源，而野猪毒株Toya-5在所有区域均与日本家猪毒株聚类。在ORF2区域检测到明显的重组断点。
研究结论与讨论部分强调，PoAstV是遗传动态活跃的病毒，在野猪和家猪种群中存在频繁的基因型内重组和复杂的进化关系。重叠的基因型分布和重组模式表明，这些宿主构成一个相互关联的病毒生态系统。重组是PoAstV进化的关键驱动力，促进了遗传多样化并在同域宿主种群中维持病毒种群结构。值得注意的是，PoAstV-1型在研究中分布极为有限，仅在单个养猪场的三个样本中检测到，野猪中完全缺失，表明它可能代表一个残留或局部谱系。相反，PoAstV-2型在野猪和家猪中均为最流行的基因型，表明其广泛传播。PoAstV-3型作为VA/HMO支系成员，尽管在日本仅在三头临床表现健康的猪中检测到，且尚未在野猪中报道，但其与国外神经性疾病毒株的高度序列相似性提示潜在致病性重叠。PoAstV-4型显示最复杂的进化特征，系统发育和重组分析表明野猪PoAstV-4毒株具有日本和越南家猪毒株的嵌合基因组。PoAstV-5型也观察到基因型内重组和野生动物-家畜界面的基因流动。
这项研究首次报道了日本野猪中PoAstV的检测及基因组特征，揭示了重组在PoAstV进化中的核心作用。研究结果为了解RNA病毒在野生动物-家畜界面的进化提供了重要见解，强调了生态因素在塑造动物种群中病毒多样性的重要性。通过阐明野猪和家猪中循环的PoAstV的重组驱动进化过程，本研究为动物健康领域的病毒进化动力学和潜在影响提供了科学依据，强调了持续基因组监测对于理解病毒进化动态和潜在动物健康影响的重要性。
