《Archives of Virology》:Genomic characterization of the first goat-associated orf virus genome sequenced directly from a human clinical sample in Portugal
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orf病毒(ORFV)是一种被忽视的人畜共患病毒,人类感染呈散发性,历史上通常通过临床怀疑而非分子确认来识别。研究人员报告了葡萄牙首例经分子确认的人类ORFV病例,以及首个与山羊相关的人源ORFV基因组。通过对一名被山羊咬伤的兽医学院学生的临床活检组织进行直接
orf病毒(ORFV)是一种被忽视的人畜共患病毒,人类感染呈散发性,历史上通常通过临床怀疑而非分子确认来识别。研究人员报告了葡萄牙首例经分子确认的人类ORFV病例,以及首个与山羊相关的人源ORFV基因组。通过对一名被山羊咬伤的兽医学院学生的临床活检组织进行直接杂交捕获测序,获得了129.5 kb的基因组。系统发育分析将该分离株置于一个与山羊相关的簇中,与先前可获得的两个人类来源基因组不同。该病例凸显了分子监测和基因组测序对于被忽视人畜共患病的“One Health”监测的价值。
**论文解读:葡萄牙首例人源orf病毒基因组的直接测序与系统发育分析**
orf病毒(ORFV)是副痘病毒属(*Parapoxvirus*)的一种人畜共患、嗜上皮病毒,引起绵羊和山羊的传染性脓疱性皮炎,人类感染多为职业性暴露所致。其基因组约130–140 kb,G+C含量高达63–65%。虽然该病毒在家畜中已被广泛认识,但由于许多国家不将其列为法定报告疾病,且缺乏专门的监测系统,人类感染的真实负担可能被低估。人类感染通常通过破损皮肤直接接触感染动物或被污染材料而获得,人传人极其罕见。临床诊断常依赖病史和症状,但病变表现可类似其他水疱脓疱性人畜共患病,分子确认通常采用针对保守基因(如B2L)的PCR。然而,目前公开可获取的完整人源ORFV基因组仅有2个(IHUMI-1和B029)。基因组特征分析的一大障碍是ORFV难以在标准实验室细胞系中分离和培养。近年来,多重病毒杂交捕获panel(如Twist Comprehensive Viral Research Panel)等方法的进展使得直接从临床样本获取病毒全基因组数据成为可能,减少了对外周血病毒培养的依赖。在葡萄牙,过去十年报告过3例人体ORFV感染,但均缺乏实验室确认。本研究旨在报告葡萄牙首例经实验室确认的人类ORFV病例,并提供所鉴定毒株的基因组序列,从而为该被忽视人畜共患病毒的分子流行病学作出贡献。
研究人员从一名23岁女性兽医学生手指的单个5 mm红斑结节活检组织中提取DNA,该学生在被一只口腔可见病变的山羊咬伤约4周后出现病变。通过实时PCR检测副痘病毒B2L基因,并使用商业assay确认ORFV。随后采用Twist Comprehensive Viral Research Panel进行杂交捕获,并在Illumina MiSeq平台上进行双端测序。在INSaFLU流程中进行病毒筛查和基于参考序列的共有序列组装。系统发育分析中,将所有57个公开可用的完整ORFV基因组与本研究新生成的基因组一同纳入,并额外加入一株2024年从葡萄牙绵羊样本中测序的ORFV基因组。使用MAFFT进行比对,TrimAl过滤,IQ-TREE构建全基因组系统发育树。B2L基因分析则从全基因组和NCBI下载共获得363条完整B2L序列,构建了Nextstrain系统发育树,并基于最大似然距离矩阵进行主坐标分析(PCoA),通过随机置换检验宿主关联性。
研究结果显示,临床活检样本中检测到副痘病毒DNA,纠正了最初的组织病理学误判。直接测序获得2,350,114条reads,约16%为非人类reads,其中超过98%为ORFV序列。生成的共有序列ORFV/Hs/PT001/2025覆盖了参考基因组OR637323的99.6%,平均覆盖度达1000×,基因组大小为129.5 kb,G+C含量为64.6%。130个注释基因中有117个以大于90%的相似性被检出,其中110个相似性大于95%。常用于系统发育分析的B2L(ORF011)、F1L(ORF059)和VIR(ORF020)基因均完整组装。全基因组系统发育树表明,该葡萄牙人源毒株与古巴(OR637323、OR637325)和意大利(ON691521、ON691525)的序列相似性最高,并与山羊相关样本聚集;而此前两株人源基因组(IHUMI-1和B029)则与绵羊相关毒株更接近。基于363条B2L基因序列的系统发育分析显示,葡萄牙人源毒株与古巴样本仅相差6个碱基对。PCoA分析基于297条来自山羊、绵羊和人类宿主的B2L序列,揭示了菌株间存在一定程度的宿主偏好(p<0.001,1000次置换检验),但同时观察到频繁的宿主间混合。此外,研究人员还从2024年收集的绵羊样本中获得了一个ORFV基因组(ORFV/Ov/PT001/2024),平均覆盖度370×,该基因组与2025年人源毒株差异显著,提示葡萄牙境内存在不同ORFV谱系的循环;该绵羊来源基因组在系统发育上与绵羊相关分支中的D1701参考株(PP565901)更为接近。
讨论部分指出,这是葡萄牙首例经分子确认的人类ORFV感染病例。该病例展示了人类ORFV感染的典型表现,即职业暴露后出现孤立性皮肤病变;同时,也凸显了病毒学诊断中的关键挑战。最初的组织病理学结果将其误判为软骨瘤,这一诊断在解剖位置和临床流行病学背景下都极不寻常,反映了当病毒细胞病变效应不明显或活检标本未包含代表性感染区域时,组织病理学解释可能误导诊断。实时PCR和下一代测序在确立明确诊断中起了决定性作用。研究人员成功利用病毒捕获panel直接从活检组织中获得高深度全基因组序列,避免了病毒培养的局限性。该基因组是全球公开的第三个来源于人类的ORFV基因组。虽然未能获得疑似感染动物的样本直接证实人畜共患事件,但全基因组系统发育分析将其置于大多为山羊来源样本的分支中,与患者自述被有口部病变的山羊咬伤史相符。相比之下,此前来自法国和德国的人源基因组更接近绵羊相关毒株,因此本研究提供了数据库中此前未采样到的人类感染相关遗传多样性。尽管存在潜在的宿主相关系统发育信号,但ORFV谱系间频繁跨物种传播亦被观察到,古巴两株来自不同宿主的序列与葡萄牙人源毒株最相似即为一个例证。葡萄牙绵羊和山羊养殖在多地的重要性,加上人类ORFV感染多具有自限性、症状轻微且易与其他皮肤病混淆,使得职业暴露可能成为被忽视的人畜共患感染来源。加强分子监测,结合免培养全基因组测序方法,将有助于改善病毒基因组特征、理解跨物种传播事件,并揭示这一被忽视病原体的进化历史。该病例进一步强调了“One Health”方针的重要性,呼吁兽医与人类健康领域更紧密地合作,以提高诊断能力并加强对该人畜共患病的监测。
总之,本研究记录了葡萄牙首例经实验室确认的人类ORFV感染,并通过直接从临床样本测序获得其基因组。结合流行病学数据,该基因组提示葡萄牙存在山羊相关ORFV谱系的人畜共患传播。该研究提供了第三个公开可用的人类临床来源ORFV基因组序列,也是首个主要与山羊相关的人源ORFV基因组。