病毒载体暗物质与跨物种互联性：大熊猫与家畜界面的宿主-病毒共享机制差异

《Microbiome》：Viral dark matter and cross-species connectivity: divergent host–virus sharing architectures at the giant panda–livestock interface

　　

摘要

背景

人类活动向自然生态系统的扩张加剧了野生动物与家畜之间的接触，为野生动物、家畜和人类之间的病毒传播创造了机会。尽管这些界面越来越被认为是新出现传染病的热点，但涉及受威胁物种的病毒多样性和跨宿主病毒传导性仍然知之甚少。特别是，关于家畜、同域野生动物和受保护物种如何共同影响生物多样性热点地区的病毒暴露风险，我们了解甚少。为了解决这一空白，我们对中国西南地区易危物种大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）、同域野生动物和家畜相关的病毒组进行了宏基因组研究。

结果

我们共鉴定出661,837个DNA病毒序列单元（vOTUs）和176,031个RNA病毒序列单元，发现存在大量未被分类的病毒“暗物质”，尤其是在RNA病毒组中，其中95.93%的病毒序列单元尚未被分类。比较分析显示DNA病毒和RNA病毒在宿主间的共享模式存在差异：DNA病毒组与宿主的关联性更强，主要由普遍存在的环境病毒家族（如Genomoviridae）主导；而已分类的RNA病毒则在家畜、同域野生动物和大熊猫之间表现出更广泛的跨宿主共享。进一步的PERMANOVA分析表明，广泛的生态地位对DNA和RNA病毒组的组成有显著影响。在大熊猫的粪便病毒组中检测到了几种与脊椎动物相关的病毒谱系，包括Retroviridae和Picornaviridae家庭成员，这提供了病毒在野生动物-家畜界面传播的宏基因组证据。网络拓扑分析支持了“源头-桥梁-宿主”共享假说：家畜是主要的病毒共享枢纽，同域野猪和鹿类处于桥梁位置，而大熊猫则与家畜和同域野生动物共有的病毒谱系相关联。

结论

我们的研究揭示了大熊猫与家畜界面存在大量的病毒“暗物质”及跨宿主病毒传导性。观察到的宿主-病毒网络并未证实单向传播，而是揭示了非定向的共享模式，并提出了关于潜在传播途径的可验证假设。在大熊猫粪便病毒组中检测到与家畜相关的病毒信号，这突显了需要制定生态系统层面的生物安全策略的必要性，包括设立无家畜缓冲区、管理自由活动的伴侣动物以及实施长期性的“同一健康”监测，以降低病毒暴露风险并加强受威胁野生动物的保护。