2023–2025年间韩国光州地区循环传播的人类腺病毒的基因组范围进化与重组

《Virology》：Genome-wide evolution and recombination of circulating human adenoviruses in Gwangju, South Korea, 2023–2025

本研究基于2023-2025年韩国光州哨点医院7,918份样本，通过全基因组测序分析人类腺病毒流行病学特征及重组机制。发现B114为2023年8-10月暴发的主要毒株，并揭示B224重组事件涉及抗原性、复制及包装基因区。证实腺病毒基因组广泛重组，传统六种血清型分类无法充分反映遗传多样性，强调全基因组监测对暴发预测和防控的重要性。

　　

Jieun Yun|Jieun Lee|Hyejin Jeong|Yeong-Un Lee|Soohoo Kim|Suji Han|Jeongeun Mun|Jung Wook Park|Jungmi Seo|Sungsoon Shim

韩国光州健康与环境研究所

摘要

人类腺病毒（HAdVs）是全球范围内常见的呼吸道病原体，经常引发疫情，尤其是在儿童人群中。尽管它们在临床上具有重要意义，但关于韩国境内流行HAdVs的全基因组进化及重组的最新数据仍然有限。在这项研究中，我们分析了2023年至2025年间在韩国光州检测到的HAdVs的流行病学特征和基因组进化情况。我们对呼吸道样本进行了分子流行病学监测，并进行了系统发育分析和全基因组测序。2023年8月至10月期间，腺病毒阳性率急剧上升，其中儿童病例占多数。系统发育分析确定了8种基因型，属于B型和C型，其中B114基因型是主要的流行株。全基因组测序显示，这两种基因型都发生了重组事件，涉及抗原区、复制区和包装区。这些发现表明，流行的HAdVs经历了持续的全基因组重组，导致出现了仅凭衣壳分类无法完全解释的基因型特异性疫情。我们的研究强调了全基因组方法在理解腺病毒进化中的重要性，并为近期疫情的基因组多样性提供了见解。

引言

人类腺病毒（HAdVs）是全球范围内导致急性呼吸道感染（ARI）最常见的病毒之一。它们约占儿童呼吸道感染的5-10%，成人中的比例为1-7%^{1, 2}。HAdV感染的临床表现从轻微到严重不等，有时甚至可能导致长期肺部后遗症或死亡³。HAdVs还是免疫功能正常和免疫功能低下个体社区获得性肺炎（CAP）的重要病原体^{4, 5}。此外，HAdVs还会引起眼部、胃肠道和肾脏系统的多种疾病。

HAdVs属于腺病毒科（Adenoviridae），马斯塔腺病毒属（Mastadenovirus），是一种无包膜的双链线性DNA病毒，基因组长度为34-37 kbp⁶。迄今为止，通过基因组测序已鉴定出116种HAdV基因型，这些基因型被分为7个物种（A-G）^{http://hadvwg.gmu.edu/（2025年9月16日访问）。其中，B型（HAdV-B）和C型（HAdV-C）最常与呼吸道感染相关7, 8。根据遗传距离、临床表现和受体使用情况，B型进一步细分为B1（例如3, 7, 16, 21, 50, 68, 114）和B2（例如11, 14, 34, 35, 55）9, 10。}

传统上，HAdVs的分类依赖于中和试验和血凝抑制试验，但这些方法耗时且需要大量试剂¹¹。然而，具有相同血清中和谱型的HAdVs之间存在生物学和致病性的差异^{12, 13, 14}，这凸显了血清学分型的局限性。因此，传统的“六邻体中心”分类系统已难以满足需求。例如，HAdV-52是首个通过基因组测序进行分型的腺病毒¹⁵。目前推荐使用三种主要衣壳蛋白基因（五邻体基、六邻体和纤维蛋白）的测序，或理想情况下的全基因组测序作为替代方法^{9, 16}。五邻体基通过RGD基序与细胞整合素相互作用，促进病毒内化并影响病毒进入细胞的效率¹⁷。六邻体是最丰富的结构蛋白，形成二十面体外壳，其中含有高度可变的环状结构，是中和抗体的主要靶标¹⁸。纤维蛋白通过与CAR或CD46等细胞受体结合，介导病毒与宿主细胞的结合，从而决定病毒的组织趋向性和宿主范围^{7, 19}。由于这些基因在抗原性、受体结合和病毒进入过程中起着关键作用，它们是频繁发生重组的位点，也是腺病毒基因分型的遗传标记^{9, 20, 21}。

尽管人们认识到重组在腺病毒进化中起着核心作用，但对韩国境内流行HAdVs的基因组监测仍然不足。大多数先前的研究依赖于基于血清型或部分基因的分析，这些方法无法全面反映遗传多样性和重组模式。缺乏全面的基因组数据限制了我们对疫情期间腺病毒进化动态的深入了解。

为填补这一空白，我们对2023年1月至2025年3月期间通过韩国呼吸道病毒综合监测系统（K-RISS）在光州收集的腺病毒进行了全基因组测序。我们的目标是分析基因型分布、全基因组重组特征及其与疫情动态的关联，从而揭示近期腺病毒流行的进化机制。

样本收集与人类腺病毒检测

我们参与了韩国呼吸道病毒综合监测系统（K-RISS），该系统负责监测呼吸道病原体的流行情况和特征。我们从光州合作医院采集了出现流感样症状（ILI）的门诊患者的咽拭子和鼻咽拭子样本。2023年1月至2025年3月期间共收集了7,918份样本，并筛查了9种急性呼吸道病毒。使用多重实时检测方法检测到了人类腺病毒

腺病毒检测的群体水平动态

2023年1月至2025年3月期间，对7,918份具有ILI症状的门诊患者样本进行了急性呼吸道病毒检测。其中，1,105份样本通过实时PCR检测出腺病毒阳性，阳性率为14.0%。每月阳性率显示：8月（37.2%）和9月（48.2%）的阳性率超过了2倍标准差（2SD），10月（32.8%）的阳性率虽未超过2SD，但具有统计学意义（p ≤0.05）。

χ²检验

讨论

腺病毒是呼吸道感染的主要病原体，全年都在传播，没有明显的季节性模式。它们是具有临床意义的病原体，需要持续监测其流行趋势和传播模式，因为它们可能导致婴儿和免疫功能低下个体的肺炎和其他严重并发症，偶尔甚至危及生命^{3, 4, 5}。本研究提供了关于腺病毒感染的最新流行病学和基因组数据。

CRediT作者贡献声明

Jieun Yun：撰写 – 审稿与编辑、撰写原始草稿、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源协调、项目管理、方法学设计、研究实施、资金申请、数据分析、数据整理、概念构思。Hyejin Jeong：资源协调。Jieun Lee：资源协调。Yeong-Un Lee：资源协调。Suji Han：资源协调。Soohoo Kim：资源协调。Jung Wook Park：资源协调。Jeongeun Mun：资源协调。Sungsoon Shim：项目管理。Jungmi Seo：项目管理

数据可用性

本研究生成的基因组序列已存储在NCBI Genbank数据库中，登录号为PX461415- PX461477。

伦理声明

本研究是在国家公共卫生监测体系下进行的，符合相关法律法规和机构指南。在样本收集和研究使用前已获得书面知情同意。所有样本在分析前均进行了匿名处理。根据国家规定，这项监测活动不属于人类受试者研究，无需单独的机构审查委员会批准。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

资金支持

本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的特定资助。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

我们感谢参与韩国呼吸道病毒综合监测系统（K-RISS）的各哨点医院对样本收集的支持。