《Virus Research》:Cameroonian ticks, uncharted viromes: new insights from Rhipicephalus microplus
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研究人员利用纳米孔测序技术绘制了喀麦隆微小扇头蜱的病毒组。发现了两种新病毒:Rhimica病毒和Microon病毒。通过卵测序提示三种常见蜱传病毒可能存在垂直传播。在成年蜱中发现了多种牛病原体,显示出监测潜力。
研究人员利用纳米孔测序技术绘制了喀麦隆微小扇头蜱的病毒组。发现了两种新病毒:Rhimica病毒和Microon病毒。通过卵测序提示三种常见蜱传病毒可能存在垂直传播。在成年蜱中发现了多种牛病原体,显示出监测潜力。
蜱虫因其全球分布和可叮咬几乎所有脊椎动物的能力,对公共卫生构成重大威胁,是传播人畜共患病毒及其他病原体的重要节肢动物媒介。蜱传疾病仍被低估,而病毒分布研究对于揭示这些病原体日益增长的流行率至关重要。在非洲撒哈拉以南地区,气候适宜蜱虫生存,且社区因依赖牲畜而频繁暴露于蜱虫,但相关研究不足。喀麦隆位于多样生态系统的交汇点,此前虽有研究聚焦于蜱种多样性和针对特定病原体(如Jingmen tick virus,JMTV)的PCR检测,但尚未有广泛绘制蜱病毒组的研究。该研究旨在填补这一空白,收集58只成年微小扇头蜱(Rhipicephalus microplus)及9个捕获后产下的卵团,利用纳米孔测序(Nanopore sequencing)进行病毒组分析。研究人员发现多种已知病毒,包括Lihan tick virus(LITV)、Wuhan tick virus 2(WHTV2)、Jingmen tick virus(JMTV)、Hefer Valley virus(HVV)、Enterovirus F(EV-F)和Bovine Kobuvirus(BKV),并鉴定出两种新病毒:Rhimica virus(RMCV,一种thogotovirus)和Microon virus(MCNV,一种uukuvirus)。通过比较亲本蜱与卵的病毒组成,发现LITV、WHTV2和JMTV在卵中检测到,提示可能通过垂直传播(vertical transmission)传递。此外,在成年蜱中检测到多种牛病原体,表明蜱虫监测可作为牲畜和公共卫生的预警系统。该研究为喀麦隆蜱相关病毒的多样性提供了新见解,强调了持续监测潜在新兴病毒威胁的重要性。论文发表在《Virus Research》。
研究人员为开展研究使用的关键技术方法包括:样本于2022年采集自喀麦隆西南部布埃亚地区的牛,共58只成年微小扇头蜱(Rhipicephalus microplus),其中9只产卵。RNA提取自蜱头部(含唾液腺)和整卵团,经核酸酶处理去除宿主核酸后,采用序列非依赖性单引物扩增(sequence-independent single-primer amplification,SISPA)构建cDNA文库,使用Oxford Nanopore Technologies的SQK-LSK109试剂盒进行纳米孔测序(成年蜱用PromethION 2,卵用GridION)。数据经Porechop修剪、Minimap2去除宿主序列、MEGAHIT组装、MMseqs2聚类,DIAMOND BLASTx进行病毒分类。系统发育分析使用MAFFT比对和IQ-TREE最大似然法,基于贝叶斯信息准则(BIC)选取模型,采用超快速自举近似算法(UFBOOT)评估支持率。
研究结果如下:
3.1 病毒丰度:通过纳米孔测序和生物信息学分析,58只成年蜱和9个卵团共产生大量读长,经宿主序列去除后组装出大量重叠群。病毒读长归类显示,主要病毒科包括Phenuiviridae、Chuviridae、Flaviviridae、Picobirnaviridae和Totiviridae。其中,LITV在全部成年蜱(100%)和8个卵团(89%)中检出,是最优势病毒;WHTV2在98%的成年蜱和89%的卵团中检出;JMTV(Jingmenvirus群成员)在83%的成年蜱和33%的卵团中检出。此外,在部分样本中检测到HVV(45%)、EV-F(2%)、BKV(2%)。在蜱22号样本中,研究人员发现大量读长属于Orthomyxoviridae科,组装出6个重叠群,对应Thogotovirus属的典型6个片段,命名为Rhimica virus(RMCV),其核苷酸与泰国蜱thogotovirus的PB1片段相似性80%,与人类病原体Oz virus(OZV)相似性66%-75%。在蜱37号样本中鉴定出一种新phenuivirus,命名为Microon virus(MCNV),其L片段编码的RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)与Brown dog tick phlebovirus 1(BDTPV1)有58%氨基酸相似性,S片段编码的核蛋白有43%相似性,符合新种划分标准。
3.2 垂直传播:通过比较9个亲本蜱与其对应卵团的病毒组,发现高流行率的LITV、WHTV2和JMTV同时在亲本和卵中检出,且卵中病毒序列与亲本高度相似(核苷酸相似性>97%),提示这些病毒可能通过垂直传播从亲代传递至卵。而低流行率的HVV和RMCV仅存在于亲本蜱中,未在卵中检测到。该结果支持LITV、WHTV2和JMTV在微小扇头蜱中存在垂直传播,并可能解释其广泛的地理分布。
讨论部分总结了研究意义:微小扇头蜱在西非的扩散具有经济和公共卫生影响,该研究首次系统绘制了喀麦隆该蜱种的病毒组。检测到的牛病原体EV-F、BKV和HVV可能通过蜱虫吸血被摄入,但未证实其在蜱内复制;HVV在近半数成年蜱中检出,提示其可能为蜱传病毒。JMTV作为人畜共患病原体,其垂直传播证据及在喀麦隆至少自2022年起循环的发现,凸显监测重要性。LITV和WHTV2的广泛分布和垂直传播能力可能与其在多个国家报道一致,但需排除内源性病毒元件(EVEs)的可能。新发现的RMCV与人类致病性OZV亲缘接近,MCNV缺乏M片段,其生物学意义待进一步研究。
研究结论:研究结果为喀麦隆蜱相关病毒的多样性提供了新见解,并强调了持续监测来自这些节肢动物的潜在新兴病毒威胁的重要性。