中国广东省野生麝鸭中发现的一种新型Anativirus的基因组特征分析与进化研究

《Virology》：Genome characterization and evolutionary analysis of a novel Anativirus from a wild Muscovy duck in Guangdong, China

本研究从广东莫明自然死亡的野生鸭嘴鸭中分离鉴定出新型Anativirus GD2411株，通过mNGS测序获得8085核苷酸的完整基因组，系统发育分析显示其与鸭源病毒TW90和CH01亲缘关系密切（88%和81.2%核酸相似性），但与鸡源病毒CHK1差异显著（50.6%）。病毒呈现高肠道 tropism，盲肠 viral load最高，提示粪口传播为主要途径。其3D蛋白高度保守（≥97%氨基酸相似性），为抗病毒治疗和疫苗研发提供潜在靶点。

　　

Jieyu Xie|Tingting Hu|Jiaqi He|Yeqing Cai|Qinhuang Wu|LiXia Li|Hao Liu

佛山大学动物科学技术学院，中国广东省佛山市，528225

摘要

从中国广东省茂名市采集的一只自然死亡的野生麝香鸭（Cairina moschata）中鉴定并表征了一种新的Anativirus属病毒。该病毒株暂命名为Anativirus GD2411，通过宏基因组下一代测序（mNGS）技术获得了其完整的8,085个核苷酸的基因组。该基因组包含一个开放阅读框（nt 413–7,873），编码典型的小RNA病毒多聚蛋白，两侧分别是一个5′非翻译区（UTR；412 nt）和一个3′非翻译区（209 nt），末端带有poly(A)尾基。全基因组核苷酸同源性分析显示，GD2411与鸭源病毒株聚类，与CH01的同源性为88.0%，与TW90的同源性为81.2%，而与鸡源病毒株CHK1的同源性仅为50.6%。在功能区域观察到高水平的氨基酸保守性，特别是在2C（≥91.9%）、3C（≥92.4%）和3D（≥97.0%）区域，这反映了RNA依赖性RNA聚合酶功能的保留。基于完整基因组和3D蛋白序列的系统发育分析一致将GD2411归类为鸭源Anativirus分支，表明其与TW90和CH01具有密切的进化关系。尽管尚未建立实验感染模型，但PCR检测显示病毒在胃肠道中广泛分布，其中盲肠中的病毒载量最高，提示粪便-口腔传播可能是主要传播途径。这些发现为华南地区野生麝香鸭中Anativirus感染提供了初步证据，但由于样本量有限，无法确定其宿主范围的扩展情况。高度保守的3D区域被认为是抗病毒治疗或疫苗开发的潜在靶点。

引言

Picornaviridae科包含无包膜、正链单链RNA病毒，其特征是具有保守的基因组结构，包括5′非翻译区、引导蛋白（L）、结构蛋白P1（VP0, VP3, VP1）、非结构蛋白P2（2A1, 2A2, 2B, 2C）和P3（3A, 3B, 3C, 3D）、3′非翻译区以及poly(A)尾基（Zell等人，2017年）。2A、3C和3D等结构域内的氨基酸同源性是病毒分类和功能特征的关键分子标记。虽然大多数小RNA病毒具有很强的宿主特异性，但某些成员（如口蹄疫病毒，可感染多种家畜；以及具有全球人类传播潜力的肠道病毒）仍表现出跨物种传播能力（Guo等人，2023年；Jamal和Belsham，2013年；Lewis-Rogers和Crandall，2010年；Tapparel等人，2013年；Zell等人，2017年）。

Anativirus属是最近在Picornaviridae科中建立的，其特征是病毒颗粒直径为30–32 nm，具有二十面体衣壳，基因组大小在6.7至10.1 kb之间（Zell等人，2017年）。1990年，Tseng及其同事从台湾出现肝炎症状的鸭子中分离出了Anativirus A1 TW90A（GenBank: AY563023.1）。这种病毒在实验感染的雏鸭中导致生长迟缓，但没有产生典型的病毒性肝炎病变（Tseng和Tsai，2007年）。随后，在2013年，Boros等人从匈牙利一只腹泻的鸡体内鉴定出多种小RNA病毒，包括新的Anativirus B1-Pf-CHK1/phV（GenBank: KT880670.1），这表明禽类肠道疾病中可能存在共感染和重组事件（Boros等人，2016年）。尽管有这些发现，但关于Anativirus的宿主范围、分子致病机制和生态传播的全球研究仍然有限，需要系统研究来阐明其生物学特性和公共卫生意义（Andino等人，2023年；Tseng和Tsai，2007年）。

野生麝香鸭是湿地生态系统中的关键指示物种，也是多种病原体的自然宿主，包括禽流感病毒、鸭瘟病毒、鸭A型肝炎病毒、Salmonella enterica和Escherichia coli（Dhama等人，2017年；Liu等人，2019年；Spackman，2020年；Wang等人，2020年；Zhao等人，2024年）。这些病原体可引起从急性肝炎到肠炎、败血症和腹膜炎等多种疾病。因此，确定野生鸭中的Anativirus感染状态对于评估对家禽和野生动物的潜在威胁、阐明生态传播途径以及制定疾病监测和控制策略至关重要（Arias-Sosa和Rojas，2021年）。

在本研究中，我们报告了从中国广东省一只自然死亡的野生麝香鸭中鉴定并完全表征了一种新的Anativirus病毒株GD2411。通过全面的序列分析和稳健的系统发育方法，我们对该新兴禽类病原体的进化关系和分子特征进行了深入研究。

样本收集

样本收集

2024年1月，从中国广东省茂名市采集了两只疑似患有传染病的死亡野生麝香鸭。无菌解剖了多个出现明显病理变化的组织（脾脏、心脏、砂囊、十二指肠、盲肠、食道、气管、肝脏、大肠和嗉囊），并立即将其置于预冷却（4°C）的磷酸盐缓冲盐水（PBS）中。使用机械组织研磨机制备组织匀浆液，然后在8600×g的离心力下离心20分钟

病理学和组织分布

尸检显示死亡麝香鸭有多处病变。主要发现包括腹腔内的浆液性渗出（腹水）、气管腔内的干酪样渗出物形成铸型、肺部充血伴有明显的肋骨印记、肝脏和脾脏的深紫色淤血，以及嗉囊和前胃中的脓性沉积物。还观察到肠道水肿和散在的点状出血（图1）。宏基因组测序分析进一步确认了病毒的存在

讨论

本研究报道了从中国广东省一只野生麝香鸭中鉴定并完全表征了一种新的Anativirus病毒株GD2411。尽管未建立实验性疾病模型，但GD2411在消化道的多个组织中均被检测到，其中盲肠中的病毒载量最高，提示粪便-口腔传播可能是主要的感染和传播途径。

已知小RNA病毒具有较高的遗传变异性

结论

本研究报道了中国广东省一只野生麝香鸭中鉴定并表征的一种新的Anativirus病毒株GD2411。系统发育分析证实了其与已知鸭源病毒株的密切进化关系，支持Anativirus属内存在宿主特异性进化的假设。该病毒表现出对胃肠道的优先亲和性，尤其是盲肠，这与粪便-口腔传播途径一致。值得注意的是

伦理声明

本研究获得了佛山大学动物科学技术学院研究伦理委员会的批准（批准编号：FOSU7922903）。所有获取和处理临床样本的实验方案均严格遵循中国实验室动物管理规定。本研究符合当地法规和机构要求。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：32273097）的支持。

CRediT作者贡献声明

Jieyu Xie：数据管理、正式分析、研究调查、项目管理、软件使用、监督、验证、初稿撰写、审稿与编辑。Tingting Hu：研究调查、软件使用、验证、初稿撰写、审稿与编辑。Jiaqi He：数据管理、研究调查、软件使用、数据可视化、初稿撰写。Yeqing Cai：研究调查、软件使用、验证、数据可视化、初稿撰写。Qinhuang Wu：数据管理、软件使用

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

我们感谢佛山大学动物科学技术学院的Liangzong Huang教授在本文撰写过程中提供的宝贵意见和建议。