《Viruses》：First Identification and Genomic Characterization of Mammalian Orthoreovirus Type 1 in a Heavily Polluted Stream from an Underserved Urban Settlement in Brazil
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哺乳动物正呼肠孤病毒（MRV）是呼肠孤病毒目（Reovirales）刺突呼肠孤病毒科（Spinareoviridae）的成员，具有十节段双链RNA基因组，以其环境稳定性和广泛的宿主范围（包括人类）而著称。尽管人MRV感染通常无症状或症状轻微，但偶有MRV相
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哺乳动物正呼肠孤病毒（MRV）是呼肠孤病毒目（Reovirales）刺突呼肠孤病毒科（Spinareoviridae）的成员，具有十节段双链RNA基因组，以其环境稳定性和广泛的宿主范围（包括人类）而著称。尽管人MRV感染通常无症状或症状轻微，但偶有MRV相关重症病例的报道。尽管MRV广泛存在，尤其是在受污染水体中，但南美洲的基因组数据仍然有限，尤其是来自贫困城市聚居区环境样本的数据。在本研究中，研究人员从流经巴西圣保罗一个贫困、基础设施欠缺的城市聚居区的重污染溪流中分离到一种病毒。通过全基因组Illumina测序，该病原被鉴定为一株新型MRV毒株（MRV1_SP/BR），并通过RT-qPCR进一步确认。分析揭示了一个复杂的嵌合基因组结构，提示发生了基因重组。基于S1节段的系统发育分析，该毒株被基因分类为MRV-1，而其其余节段与先前在人类和蝙蝠中检测到的序列具有高度核苷酸同一性。这些发现提供了南美洲城市溪流中检测到的重组MRV的首次基因组表征，并扩展了关于污水影响水生环境中MRV多样性的现有信息。
论文解读文章
研究背景与意义
哺乳动物正呼肠孤病毒（MRV）属于呼肠孤病毒目（Reovirales）刺突呼肠孤病毒科（Spinareoviridae），其基因组由十个双链RNA节段（L1–L3、M1–M3、S1–S4）组成。这种分节段基因组结构使得MRV易于发生基因重组（reassortment），从而产生新的病毒变异株，并扩展其宿主范围，可感染包括人类在内的多种哺乳动物。目前，依据S1节段的系统发育分类，MRV被划分为四种基因型（MRV-1至MRV-4）。人类MRV感染通常无症状或仅表现为轻微的呼吸道或肠道症状，但近年来不断有急性呼吸道感染、出血性胃肠炎、脑炎及全身性疾病的散发病例报道，提示其作为人类病原体的潜在临床意义正在上升。此外，已有动物源性新型呼肠孤病毒跨越物种屏障感染人类的报道，以及旅行者中检测到新型重组MRV毒株的案例，进一步引发对其适应性和传播潜力的担忧。MRV作为无包膜病毒，具有双层衣壳的稳定结构，能够抵抗物理和化学灭活，因此在水、食物和物体表面等环境中持久存在，不仅可通过直接接触传播，还可通过受污染水体等途径实现间接传播。正因如此，MRV是废水中最常见的肠道病毒之一，被越来越多地用作流域、沿海地区和地下水场所粪便污染的指示病毒。尽管MRV在环境中广泛存在，但公开可用的MRV基因组数据仍然有限，尤其是在缺乏卫生基础设施的贫困城市聚居区（如巴西的贫民区），人类和动物排泄物混合排放，可能将多种来源的病毒引入水生环境，增加了人类暴露风险，也使这些区域成为环境监测的重要目标。然而，此前南美洲尤其是巴西环境中MRV的基因组特征研究几乎空白。本研究正是在此背景下，首次对巴西圣保罗一个重污染溪流中分离的MRV毒株进行了全基因组表征，填补了该地区环境来源MRV基因组数据的空白。
研究内容与结论
研究人员从流经圣保罗市西部圣雷莫（S?o Remo）社区（约8000居民，无污水处理系统，生活污水直接排入溪流）的Riacho Doce溪流中采集了31份水样（每份1升），样本采集于2020年5月至11月，原为评估该溪流中SARS-CoV-2存在情况而采集。经病毒浓缩和Vero CCL-81细胞培养，在7份SARS-CoV-2阳性样本中有2份出现了细胞病变效应（CPE），但后续RT-PCR检测排除了SARS-CoV-2及其他常见病毒病原（包括肠道病毒、水痘-带状疱疹病毒、登革病毒、基孔肯雅病毒、黄热病毒、副肠孤病毒、人疱疹病毒5/6/8型、单纯疱疹病毒1/2型和腺病毒）。通过全基因组Illumina测序和宏基因组组装，研究人员获得了该病毒的全基因组序列，命名为MRV1_SP/BR，并开发了针对L1节段的RT-qPCR方法进行分子确认。研究结果表明，该毒株的S1节段与加拿大废水分离株（OR074680）具有97.4%的核苷酸同一性，基于S1的系统发育分析将其归类为MRV-1基因型；而其余节段中，除L1节段与瑞士人源毒株（KX932029）具有98.9%的高同一性外，其他节段均与不同物种和地理来源的蝙蝠分离株具有最高核苷酸同一性。进一步分析显示，L1、S1、S3和S4节段与MRV-1参考株最接近，M2节段与MRV-3参考株最接近，而L2、L3、M1、M3和S2节段则与MRV-2参考株最接近。系统发育分析揭示了复杂的拓扑不一致性，支持该毒株为重组病毒。SimPlot分析进一步表明，L2和S2节段可能存在基因型间重组事件。此外，与巴西先前报道的来自托坎廷斯州腹泻儿童的TO-151/BR毒株（MRV-3）相比，各节段核苷酸同一性在47.0%（S1）至94.5%（L3）之间，S1节段的显著差异与两株病毒基于S1的基因型分类（MRV-1与MRV-3）一致。
研究结果分述
病毒分离与鉴定：在7份SARS-CoV-2阳性样本中，2份在Vero CCL-81细胞培养第一代即出现CPE，表现为细胞变圆和单层破坏；后续RT-PCR排除了SARS-CoV-2及其他常见病毒，提示CPE由其他病毒引起。
全基因组测序与组装：通过宏基因组测序和从头组装，研究人员恢复了MRV1_SP/BR的全部十个基因组节段，共获得27,120条比对读段，各节段平均覆盖度从S3的180×到L1的3710×不等，节段长度范围为1101至3963 nt。
系统发育与重组分析：基于S1节段的系统发育分析将MRV1_SP/BR置于MRV-1分支，与加拿大废水来源毒株（OR074680和OR074669）聚为一簇；其余节段的系统发育分析显示与蝙蝠分离株、猪、羊等多种宿主来源的毒株存在不同聚类关系，呈现复杂的嵌合基因组结构，表明该毒株经历了涉及多个谱系的基因重组事件。
分子确认：针对L1节段保守区域设计的RT-qPCR方法在细胞培养分离物和原始水样中均成功检测到MRV，证实了该病毒的存在。
讨论与结论
本研究的讨论部分指出，MRV1_SP/BR的嵌合基因组结构表明其经历了涉及人类、蝙蝠及其他动物来源病毒谱系的基因重组。重组是呼肠孤病毒新变异株出现的关键机制，先前已有研究报道了人类与猪源、人类与蝙蝠源毒株之间的重组事件。虽然本研究中多个节段与蝙蝠分离株具有高序列同一性，但研究强调，这些序列相似性本身并不能证明跨物种传播，也不能确定各节段的宿主来源。值得注意的是，与MRV节段相关的蝙蝠物种并未在圣保罗市有分布记录，这可能反映了数据库中MRV序列（尤其是啮齿动物和人类来源）的代表性不足。研究还指出，由于仅分析了2020年采集的样本，目前圣雷莫地区MRV的流行情况尚不清楚；且由于未进行中和试验，MRV-1的命名仅代表基于S1节段的基因分类，而非抗原性血清型确认。研究结论认为，本研究的发现拓宽了巴西正呼肠孤病毒基因组多样性的认识，记录了污水影响的城市溪流中重组MRV毒株的存在，为理解MRV进化提供了基础，并强调了在缺乏卫生基础设施的贫困社区开展整合环境、人类和动物监测的重要性。MRV虽然目前不被视为主要人类病原体，但可作为粪便污染和环境病毒多样性的有用哨兵，具有监测价值。
