《The FASEB Journal》：Transcriptomic and Metabolomic Profiling Identifies a Core Gene–Metabolite Axis Driving African Swine Fever Virus Replication in the Soft Tick Ornithodoros lahorensis
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非洲猪瘟病毒（ASFV）引起一种无法治愈的猪病，死亡率近100%，对全球生猪生产构成灾难性威胁。软蜱拉合尔钝缘蜱（Ornithodoros lahorensis）作为关键生物媒介，维持ASFV持续复制并介导远距离病毒传播，但ASFV-蜱互作的分子机制仍不清楚。
非洲猪瘟病毒（ASFV）引起一种无法治愈的猪病，死亡率近100%，对全球生猪生产构成灾难性威胁。软蜱拉合尔钝缘蜱（Ornithodoros lahorensis）作为关键生物媒介，维持ASFV持续复制并介导远距离病毒传播，但ASFV-蜱互作的分子机制仍不清楚。研究人员整合转录组学与代谢组学，系统解析了O. lahorensis在三个感染阶段（未感染对照、感染后7天早期感染、感染后21天晚期持续感染）的分子变化。多组学整合显示ASFV广泛重塑蜱宿主代谢，主要激活嘌呤/嘧啶代谢、脂质生物合成及能量代谢。研究人员进一步刻画了一个由12个核心基因和8个特征代谢物组成的保守调控模块，共同支持ASFV基因组复制与病毒粒子组装。选取三个枢纽代谢基因（TK1、ATP5F1B和IMPDH）在蜱中进行siRNA沉默功能验证；单个基因沉默分别使ASFV载量降低89.2%、91.5%和87.8%（p < 0.001）。本研究代表首个针对O. lahorensis中ASFV感染的全面多组学探索。研究人员鉴定了阻断媒介介导ASFV扩散的蜱特异性分子靶标，并建立了蜱-病毒互作研究的标准化多组学分析流程。研究阐明了ASFV在软蜱中长期持续存在的机制基础，为开发媒介靶向ASF干预策略提供了新线索。
研究背景与立项依据：非洲猪瘟（ASF）由非洲猪瘟病毒（ASFV，Asfarviridae科大型双链DNA病毒）引起，自1921年肯尼亚出现后已扩散至非洲、欧洲、亚洲和美洲，严重破坏全球粮食安全与生猪产业链。不同于多数虫媒病毒，ASFV在钝缘蜱属（Ornithodoros）软蜱中建立终身持续感染，蜱既是自然储存库又是传播媒介，驱动群间与跨区域循环。拉合尔钝缘蜱（O. lahorensis）广泛分布于欧亚大陆，是中亚主要ASFV媒介，病毒在其小肠、唾液腺、马氏管等多组织高效复制且不显著致蜱死亡，但ASFV如何劫持蜱细胞组分与代谢通路维持复制长期不明，制约媒介靶向防控开发。既往研究证实ASFV在猪巨噬细胞（哺乳动物主要宿主细胞）中重编程嘌呤/嘧啶代谢、糖酵解与脂质合成，但软蜱中是否沿用相同策略或演化出蜱特异性重编程模式未知。研究人员假设ASFV感染触发保守与蜱特异性兼具的代谢重塑，组装核心基因-代谢物调控轴以维持持续复制，从而开展本研究。论文发表于《The FASEB Journal》。
主要关键技术方法：研究采用新疆ASF无疫区采集并经形态与线粒体基因测序鉴定的O. lahorensis，以新西兰白兔饲血标准化种群；感染源为BSL-3实验室中Genotype II ASFV株CN/SC/2019接种仔猪，取发病期高病毒血症猪血喂养蜱群。设未感染对照（Q1）、早期感染7天（Q4）、晚期持续感染21天（Q5）三组，每生物重复池化50只蜱（含幼虫、若虫、成虫）以消减发育阶段偏倚。转录组采用Illumina NovaSeq 6000平台150 bp双端测序，HISAT2比对至O. lahorensis参考基因组，StringTie组装，edgeR做差异表达分析（|log2FC| ≥ 1且FDR < 0.05）。代谢组采用UHPLC-Q-Exactive HF-X质谱（正负离子双模），Compound Discoverer注释HMDB/Metlin/KEGG，OPLS-DA筛差异代谢物（VIP ≥ 1, |log2FC| ≥ 1, p < 0.05）。多组学整合用Spearman相关、PCA、CCA（mixOmics）、KEGG富集（clusterProfiler）及Cytoscape网络构建，三重阈值（|r| > 0.8、KEGG p < 10?5、拓扑度前5）筛核心轴。功能验证包括qRT-PCR、靶向代谢组MRM绝对定量、以及成蜱小肠内siRNA微注射（靶TK1/ATP5F1B/IMPDH）后48 h查基因敲减效率与ASFV B646L基因qPCR载量。
研究结果
3.1 ASFV在O. lahorensis中高效复制且不致蜱死亡：qPCR显示Q1无病毒，Q4达1.2×104 copies/μg RNA，Q5峰值8.9×106 copies/μg RNA（ANOVA p < 0.001），21天蜱死亡率<5%，证实蜱为许可性持续感染媒介。
3.2 全局转录与代谢重塑伴随感染进展：Q5 vs Q1差异最剧，获901个差异代谢物（DEM）与42582条差异转录本（DEG）；Q4 vs Q1与Q5 vs Q4亦呈大规模差异。组内Pearson r=0.941–0.976，置换检验假阳性仅2.9%，独立批次r=0.913–0.957，qRT-PCR验证40个DEG趋势一致率95%，证实非技术噪声。基因为主上调，蜱持久感染混合阶段与可变剪接放大差异规模，去 isoform 后18743个唯一蛋白编码DEG。
3.3 Spearman相关锁定三个中枢分子：Top20高相关对（|r|>0.85, p<0.01）中82.5%正相关；共表达网络度最高为ATP5F1B（18）、TK1（17）、IMPDH（16），居调控核心。
3.4 多元无监督分析确认组学间强关联：整合PCA三组建模最分离（PC1 93.72%+PC2 5.30%，轮廓系数0.92）；CCA首典型相关系数Rc=0.92（p<0.001），89.3%分子对夹角<90°，转录-代谢正向协同。
3.5 KEGG富集定位三条核心通路：Q5 vs Q1中DEG与DEM共注44通路，最显著为嘌呤代谢（p=1.2×10?15）、甘油磷脂代谢（p=3.5×10?12）、糖酵解/糖异生（p=8.9×10?10）；嘌呤通路共定位18上调DEG+7上调DEM，覆盖PRPP→ATP/GTP全程。
3.6 核心调控基因与特征代谢物筛选：依相关强度、富集显著性与节点度筛得12核心基因（TK1、ATP5F1B、IMPDH、ACSL1、HK1、ENT1、PLA2G4、PDHA1、RRM1、FASN、PGK1、UCK1）与8特征代谢物（IMP、PC、丙酮酸、dTTP、GMP、LPC、ATP、CTP），分入嘌呤/嘧啶（紫）、脂质（蓝）、能量（绿）三模块，模块内r>0.90，跨模块ATP供能联动。
3.7 正交实验验证核心分子不可或缺：qRT-PCR与靶向代谢组复现12基因（4.2–7.2倍上调）与8代谢物（3.8–7.2倍累积）趋势（p<0.001）。siRNA敲减TK1/ATP5F1B/IMPDH效率92.3%/89.5%/87.2%，肠ASFV载量分别降89.2%/91.5%/87.8%（p<0.001），si-NC无波动。
讨论部分总结：研究人员指出ASFV在蜱中既保留哺乳细胞共有的嘌呤/嘧啶与糖酵解激活，又具蜱独有调控如ENT1与PLA2G4，利于媒介选择性干预。多层证据链（质控、置换、批次、多组学一致、表型敲减）排除技术偏倚解释广差异。三枢纽基因分别限缩dTTP池（TK1）、耗竭ATP（ATP5F1B）、抑制GTP（IMPDH），协同阻断复制；其小分子抑制剂与dsRNA饵料具转化潜力，但野外稳定性与递送待解。所建多组学流程可移植至克里米亚-刚果出血热病毒、伯氏疏螺旋体、巴贝斯虫等蜱传病原。局限含全蜱匀浆非组织分辨、肠外验证缺、病毒效应蛋白上游未明、混阶段掩盖龄期特异响应。
结论部分翻译：本研究呈现首个O. lahorensis（欧亚关键软蜱媒介）ASFV感染整合转录组与代谢组表征。研究人员证实ASFV广泛重塑蜱嘌呤/嘧啶、脂质与能量代谢，组装稳定核心基因-代谢物调控轴以支持病毒基因组复制与病毒粒子组装。鉴定12核心基因与8特征代谢物关联病毒增殖，其中TK1、ATP5F1B、IMPDH经siRNA沉默证为蜱肠ASFV复制所必需。研究填补软蜱ASFV长期持续分子机制空白，提供阻断媒介传播蜱特异性新靶标；所建标准化多组学流程可广适蜱-病原互作机理研究，为ASF及其他蜱媒病毒病媒介靶向防控奠定理论基础。
