基于全球宏转录组数据解析牛呼吸道疾病的病毒组、微生物组与宿主转录组关联

《Animal Microbiome》：Three-way, large-scale survey of the bovine upper-respiratory metatranscriptome underscores the complex etiology of bovine respiratory disease

　　

摘要

背景

牛呼吸道疾病（BRD）是养牛业面临的主要负担之一。其病因复杂，涉及病毒、细菌及宿主应激因素，这些因子共同促使疾病的发生与发展。本研究利用全球范围内公开可用的宏转录组数据，探讨牛鼻腔病毒组、呼吸道微生物组及宿主转录组与牛呼吸道疾病之间的关联。我们的目标是通过分析大量公开数据集，检测牛呼吸道疾病背后的一致特征信号。

结果

我们在公开样本中检测到13种与BRD相关的病毒物种。其中11种在至少两个大洲的样本中被发现，12种在健康和患病动物中均有检出。病毒的多样性和丰度因地理位置而异，且某些病毒对呈非随机共现。有趣的是，在两个地点，健康动物中的病毒丰度反而高于患病动物。对牛呼吸道微生物组的分析显示，在不同采样地点和疾病状态下，α多样性与β多样性存在显著差异。在与BRD显著相关的细菌属中，*Mycoplasmopsis*、*Pasteurella* 和 *Histophilus* 物种在呼吸道患病动物中的丰度更高，而 *Moraxella* 在健康动物中丰度更高。对宿主转录组的分析揭示，呼吸道患病动物的呼吸道中，参与免疫和抗病毒反应的基因表达出现协调性变化，其中部分呼吸道转录组的变化与病原病毒和细菌丰度的变化相关联。

结论

即使在异质的、公开可用的数据集中，仍可检测到牛呼吸道疾病背后的特征信号。本研究强调了牛呼吸道疾病的复杂性，并指出需要采用更为全面的技术来研究其宿主-微生物动态关系。