人细小病毒B19(human parvovirus B19)跨越人类历史的演化与多样性追踪

《Current Biology》:Tracing the evolution and diversity of human parvovirus B19 across human history

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Current Biology 7.7

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  人细小病毒B19(B19V)是一种广泛传播、专性感染人类的病原体,主要对儿童、孕妇和免疫受损个体构成风险。尽管有证据表明B19V在人类群体中的感染可追溯到7,000年前,其演化史仍知之甚少。研究人员呈献了来自53例全球分布个体、跨度逾8,000年的B19V基因

  
人细小病毒B19(B19V)是一种广泛传播、专性感染人类的病原体,主要对儿童、孕妇和免疫受损个体构成风险。尽管有证据表明B19V在人类群体中的感染可追溯到7,000年前,其演化史仍知之甚少。研究人员呈献了来自53例全球分布个体、跨度逾8,000年的B19V基因组数据,其中包括7名儿童。研究发现,所有现存B19V谱系的最近共同祖先约存在于12,000年前、末次冰期结束前后。研究人员还鉴定出一个已灭绝的欧亚分支,该分支参与了导致B19V基因型2(GT-2)出现的重组事件,并将该事件定年至约3,200–1,800 BP,可能位于大地中海区域。B19V沿殖民路线扩散,影响儿童并引发流行;欧洲人将本地与非洲B19V变异株引入美洲。该研究揭示了古老细小病毒变异株如何随时代产生、传播并影响人类健康。
研究背景方面,人细小病毒B19(B19V,human parvovirus B19)于1975年被鉴定,是儿童传染性红斑(第五病)的病原,为无包膜、单链DNA病毒,基因组约5,500 nt,按NS1/VP1-unique区994 nt变异分为GT-1、GT-2、GT-3。既往古代DNA(aDNA)仅重建13个基因组,美洲证据多属持久感染个体迁移,缺乏美洲古病毒遗传变异全景;GT-2由GT-1与GT-3重组而成、20世纪后衰退,其起源与衰落机制不清。为此,研究人员开展全球古B19V基因组研究,论文发表于《Current Biology》。
关键技术方法上,研究人员对16,546例全球古人类牙与骨标本先做宏基因组筛查(MALT、HOPS),再从其中选样做液相捕获富集B19V基因组;样本队列来自欧洲、亚洲、美洲、非洲、大洋洲考古遗址,如德国Asperg、西班牙Menorca、秘鲁Machu Picchu、墨西哥Hospital Real de San José de los Naturales、马达加斯加Andrangana等。分析采用最大似然系统发育、RDP5重组检测、root-to-tip时间信号检验、BEAST2宽松对数正态钟协合树定年。
研究结果如下。B19V detection and authentication:研究人员从16,546例筛查出1,892例有B19V读数,富集后获53个新基因组(GT-1 n=20、GT-2 n=28、GT-3 n=5),年代8,300–100 BP,87%为成人、13%为1–6岁儿童;古DNA脱氨模式与系统树根端外类群特征支持真实性。Parvovirus infections span the Holocene:意大利西西里8,370–8,190 cal BP的GT-1为最老B19V;GT-2仅见于近1,500年,GT-3最老在Menorca约2,310–2,115 cal BP;基因型随时间更替。Ancient parvovirus genomes reveal extensive extinct diversity:新GT-1多位于GT-1a/1b分化前;GT-2存在一个无现代后代、约延续至100 BP的已灭绝姊妹支;Menorca样本ABF006(GT-3)无GT-1重组信号,是GT-2的GT-3亲本近缘系。Earliest recombinant B19V genotype 2 identified across Europe:RDP5确认所有GT-2为GT-1/GT-3重组;ABF006、LEU007、APG003分别为GT-3/GT-1亲本近缘;最早重组GT-2约1,500 BP出现于欧、亚。Ancient B19V genotype-2 harbors extensive ancient diversity with no modern descendants:GT-2分两亚支,一含现代多样,一为已灭绝古支(Fiji的YNK001、Russia的CHV002约100 BP仍存);Machu Picchu为单次引入克隆,墨西哥殖民地多源感染。Revised genotype ages and recombination date:48个高质量基因组经重组掩码后建BEAST2树,B19V根龄12,656 BP(9,014–17,748 BP),GT-1 tMRCA 9,233 BP,GT-2 2,095 BP(1,771–2,370 BP),GT-3 3,642 BP(2,500–5,189 BP);重组事件3,200–1,800 BP,大地中海为可能起源地。
讨论部分总结:研究人员指出数据集将古B19V样本量扩四倍,根龄早于既往约10,000 BP估计;GT-1、GT-3更老,GT-2更年轻。中欧与西西里狩猎采集者已携B19V,说明病毒在农业化前已与人群共存,类似HBV(hepatitis B virus,乙型肝炎病毒)先于新石器。Romania个体VOI007共感染Plasmodium vivax、STR140共感染Plasmodium malariae,显示B19V与他病原协同致病。Machu Picchu B19V tMRCA 659 BP(582–734 BP),欧洲源GT-2在哥伦布抵达后迅速传入安第斯,美洲前接触期缺B19V;墨西哥则见持久感染(SJN003为一代非洲奴役个体)与活动性感染多源引入。GT-2在20世纪前已瓶颈性丧失多样性,近期被认为野外灭绝。非洲古B19V仍稀缺,未来需补非洲材料。
研究结论部分翻译:此前工作已证明可从骨骼残骸恢复完整B19V基因组,但古B19V数量与地理覆盖有限。研究人员重建53个跨逾8,000年的全球古B19V基因组,使古样本量增四倍;数据涵盖GT-1、GT-2、GT-3及未知古亚支。GT-3自约2,200年前见于欧、亚、非,最老在地中海。B19V根龄估为12,657 BP(9,079–17,748 BP),老于既往约10,000 BP估计。GT-2重组发生于3,200–1,800 BP,大地中海因Menorca的GT-3与欧亚GT-1接触而成为合理杂交地。GT-2虽1950年代后才明显下降,但多数古多样性更早瓶颈灭绝。儿童与共感染个体更可能代表活动感染;狩猎采集者证明B19V在农耕前已循环,类似HBV先于新石器。Machu Picchu和墨西哥显示欧洲源B19V经殖民网络传入美洲,持久感染与活动感染并存。B19V今虽多为儿童轻症,历史上经免疫幼稚人群与共生病原放大了孕妇、免疫受损者健康负担;非洲古B19V多样性仍待填补。
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