中国内蒙古蜱相关病毒的景观与生态关联

《Journal of Infection》：Landscape and ecological correlates of tick-associated viruses in Inner Mongolia, China

　　

蜱类（tick）携带复杂的RNA病毒组（RNA viromes），其中包含已确认的病原体以及传播途径未知的大量病毒。明确这些病毒群落的多样性和生态关联对于评估其对人类和动物健康的潜在风险至关重要。本研究旨在表征中国内蒙古六种优势蜱种中RNA病毒组的多样性、地理结构和生态决定因素。研究人员对全沟硬蜱（Ixodes persulcatus）、纳氏革蜱（Dermacentor nuttalli）、中华革蜱（Dermacentor sinicus）、盾糙璃眼蜱（Hyalomma scupense）、边缘璃眼蜱（Hyalomma marginatum）和亚洲璃眼蜱（Hyalomma asiaticum）进行了宏转录组测序（meta-transcriptomic sequencing），分析了系统发育关系、病毒宿主特异性以及环境因素对病毒组组成的影响。本研究鉴定出146条RNA病毒序列，代表36种病毒物种，包括7种推定的新型RNA病毒（putative novel RNA viruses）。病毒组中还包含若干已知的蜱传病毒（tick-borne viruses, TBVs），包括阿龙山病毒（Alongshan virus, ALSV）、蜱传脑炎病毒（tick-borne encephalitis virus, TBEV）和北基纳罗病毒（Beiji nairovirus, BJNV）。这些病原体在内蒙古东部表现出高遗传多样性和重组信号。系统发育分析显示其与来自中国东北地区和俄罗斯的毒株紧密聚类。15种病毒在多个蜱种间共享，13种病毒具有宿主特异性。与其它蜱种相比，全沟硬蜱和亚洲璃眼蜱表现出显著更高的病毒组丰富度和多样性。统计分析表明，病毒组多样性与蜱种身份以及环境因素（包括增强型植被指数（enhanced vegetation index, EVI）和年平均风速（annual mean wind speed, WIN））显著相关。本研究描绘了内蒙古蜱相关RNA病毒的空间结构，强调蜱种身份和环境条件共同塑造了病毒组多样性。这些发现为蜱-病毒关联提供了生态背景，并为未来研究新发蜱传病毒的传播和致病潜力奠定了基础。

**论文解读：中国内蒙古蜱相关RNA病毒组的景观与生态关联**

**研究背景与问题**
蜱传病毒（tick-borne viruses, TBVs）是全球公共卫生的重要威胁，超过80%的世界人口面临媒介传播疾病的风险。蜱类作为仅次于蚊子的重要医学和兽医学媒介，携带复杂的微生物群落，包括多种已确认的病原体。然而，土地利用变化、生态扰动和气候变暖正在改变蜱类的分布和活动，增加病原体溢出风险。在中国，蜱传病毒的研究始于20世纪中期，但传统方法局限于单一病原体检测。近年来，宏转录组测序（meta-transcriptomic sequencing）的快速发展揭示了蜱类携带的病毒多样性，如阿龙山病毒（ALSV）、蜱传脑炎病毒（TBEV）等新发病毒已被证实与人类疾病相关。内蒙古自治区跨越寒温带森林、典型草原和干旱荒漠，是重要的牧区，且与蒙古和俄罗斯接壤，跨境流动频繁，为蜱传病毒的维持和传播提供了条件。然而，现有研究在地理上碎片化，缺乏生态系统尺度、区域代表性的调查，对蜱相关病毒的多样性、分布及生态决定因素的理解存在关键空白。因此，研究团队开展了这项研究，旨在系统描绘内蒙古蜱相关RNA病毒组的景观特征，评估蜱种身份和环境因素对病毒组多样性的影响，为风险评估和早期预警提供证据基础。该研究发表于《Journal of Infection》。

**关键技术与方法**
研究团队于2022年4月至2024年5月，在内蒙古东部、中部和西部的9个行政区域采集蜱类，来源包括寄生家畜的蜱和周围环境中的自由蜱。采用形态学结合线粒体cox1基因测序鉴定六种优势蜱种：全沟硬蜱（I. persulcatus）、纳氏革蜱（D. nuttalli）、中华革蜱（D. sinicus）、盾糙璃眼蜱（H. scupense）、边缘璃眼蜱（H. marginatum）和亚洲璃眼蜱（H. asiaticum）。共1,247只蜱按物种、宿主来源和采样地点分为69个池，进行宏转录组测序。主要分析方法包括：de novo组装和病毒序列注释（基于NCBI nr/nt数据库），系统发育分析（最大似然法），重组与片段重配分析（RDP4、SimPlot），病毒丰度量化（标准化为每百万非rRNA读段数，RPM），α多样性（Shannon指数）和β多样性（Bray-Curtis距离）计算，以及环境关联分析（广义线性模型，GLM）。环境协变量包括增强型植被指数（EVI）、年蒸散量（EVP）、年平均风速（WIN）等。

**研究结果**

**1. 蜱采样概况与生态关联**
通过冗余分析（RDA），发现蜱分布与EVI、EVP和WIN显著相关，表明环境因子影响蜱类的地理分布。

**2. 宏转录组学揭示的蜱相关RNA病毒景观**
测序产生高质量读段，经宿主和核糖体RNA去除后，鉴定出36种病毒物种，涵盖14个病毒科或高级分类单元，包括弹状病毒科（Rhabdoviridae）、楚病毒科（Chuviridae）、布尼亚病毒科（Peribunyaviridae）、白纤病毒科（Phenuiviridae）、内罗病毒科（Nairoviridae）、黄病毒科（Flaviviridae）、肝炎病毒科（Hepeviridae）、呼肠孤病毒目（Reovirales）、传染性软腐病毒科（Iflaviridae）、星状病毒科（Astroviridae）、全病毒科（Totiviridae）、双分病毒科（Partitiviridae）、番茄丛矮病毒科（Tombusviridae）和南方菜豆花叶病毒科（Solemoviridae）。其中7种为推定的新型RNA病毒，如BDV-OR2（黄病毒科）、TTV-AL3（弹状病毒科）等。检测到高流行率的病毒包括博乐蜱病毒3、莱斯诺米病毒等，以及已知病原体ALSV、TBEV和BJNV，后者在兴安盟和鄂尔多斯市检出率较高。病毒组组成在不同蜱种间差异显著，全沟硬蜱携带的病毒物种最多，其次为亚洲璃眼蜱和边缘璃眼蜱。

**3. RNA病毒的多样性与进化**
- **正链RNA病毒**：鉴定出12种正链RNA病毒，涵盖6个科。黄病毒科中，新病毒BDV-OR2与边界病病毒（Border disease virus）基因组相似性为81.42%，可能具有兽医学意义。ALSV毒株与黑龙江分离株高度同源，并检测到重组信号。黄病毒科成员还包括TBEV、博乐蜱病毒4等。其他正链RNA病毒包括传染性软腐病毒科、星状病毒科、肝炎病毒科及植物相关病毒科（如Solemoviridae）的成员。
- **负链RNA病毒**：鉴定出18种负链RNA病毒，涵盖5个科。弹状病毒科中TTV-AL3和布尼亚病毒科中VTV-BN3为推定新种。白纤病毒科和内罗病毒科中检测到多种病毒，如Sara tick phlebovirus、Mukawa病毒、BJNV等，与黑龙江株高度相似。楚病毒科成员包括泰加尼格鲁病毒、莱斯诺米病毒等，其中莱斯诺米病毒具有环状基因组特征。
- **双链RNA病毒**：鉴定出双链RNA病毒，包括呼肠孤病毒目、全病毒科和双分病毒科成员。呼肠孤病毒目中，CTFV-HL11（科罗拉多蜱传热病毒分离株）为12节段科尔蒂病毒，与加州野兔科尔蒂病毒和Eyach病毒系统发育接近，且存在片段重配证据。全病毒科序列与张家口和新疆报道的毒株高度相关。双分病毒科成员与吉林部分病毒相似。

**4. 蜱病毒组的地理与宿主相关模式**
病毒丰度和群落结构在区域间差异显著。兴安盟、鄂尔多斯市和阿拉善盟的病毒读段比例较高，而呼和浩特市、赤峰市等地较低。α多样性分析显示，全沟硬蜱和亚洲璃眼蜱的病毒丰富度和多样性最高，纳氏革蜱和中华革蜱最低。β多样性（Bray-Curtis距离）聚类表明，全沟硬蜱和亚洲璃眼蜱的池形成独立簇，而不同地区的革蜱属池聚类在一起，提示革蜱属病毒组组成相对保守。寄生蜱与自由蜱的病毒组高度相似，表明蜱种身份和地理背景比短期宿主关联对病毒组结构影响更大。

**5. 病毒共现网络与多样性决定因素**
13种病毒表现出强宿主特异性，如CTFV-HL11仅在全沟硬蜱中检出。15种病毒在多个蜱种间共享，暗示共享暴露途径或更广的宿主范围。线性判别分析效应大小（LEfSe）鉴定出蜱属特异性富集模式：硬蜱属富集莱斯诺米病毒、Sara tick phlebovirus和BJNV；革蜱属富集全病毒科、新疆蜱相关病毒1等；璃眼蜱属富集博乐蜱病毒4、博乐蜱病毒3等。共现网络分析识别出三个主要模块，与蜱属分类紧密对应。广义线性模型表明，蜱种身份解释了病毒丰富度变异的最大比例（52.55%），EVI（3.65%）和WIN（0.09%）贡献较小。病毒丰富度随EVI增加而增加，随WIN增加而降低。

**讨论与结论**
本研究提供了内蒙古蜱相关RNA病毒组的生态系统全景图。大多数病毒与已知蜱或脊椎动物相关病毒高度相似，但部分病毒（如BDV-OR2、CTFV-HL11）表现出显著遗传分化，需进一步评估其致病潜力。蜱种身份是病毒组组装的主要决定因素，环境因素（尤其是植被和风速）提供额外贡献。讨论中也指出研究局限性：采样集中于成年寄生蜱，缺乏时间连续性和野生动物宿主数据；池式测序可能低估低丰度病毒；病毒RNA检测不证明蜱内复制或传播能力。结论部分翻译如下：总之，本研究提供了内蒙古蜱相关RNA病毒多样性的全面、生态系统尺度的特征描述，揭示了蜱病毒组的强宿主特异性、地理结构和环境依赖性。通过区分蜱相关病毒与已确认的蜱传病原体，研究结果深化了对蜱-病毒生态学的理解，同时识别出与监测相关的重点区域和蜱种。这些结果为未来的进化、生态和公共卫生研究建立了稳健的基线，并强调了综合、生态学指导的监测策略对于预期新发蜱传疾病风险的重要性。