新型鼠源性砂粒病毒的鉴定及淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒的基因结构比较和进化研究

Emerging infectious diseases (EIDs) pose a great threat to global public health. Studies have demonstrated that approximately 60%-80% of human EIDs are verified to originate from wildlife, and most of the pathogens causing these EIDs are zoonotic viruses. Rodents are important original or intermediate reservoir hosts of many important zoonotic viruses, including Hantavirus, Lassa virus, Lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV), etc. Many rodent origin arenaviruses were confirmed to be zoonotic and cause severe human diseases. Lassa virus, Junin virus, Lujo virus, Guanarito virus, Machupo virus, Sabia virus, and Whitewater Arroyo virus are responsible for hemorrhagic fever in Africa and America; Dandenong virus identified in Australia is associated with fatal transplant-associated febrile illness; LCMV is the causative agent of human aseptic meningitis, encephalitis or meningoencephalitis. Here, to systemically assess the variety of arenaviruses residing in rat species, representative rat species across China were sampled by pharyngeal and anal swabbing. Degenerated primer- and specific primer- based nested PCR and viral nucleotide library-based shotgun sequenceing were then conducted to screen the presences of arenaviruses in these samples. Based on these data and the full-length sequences of identified arenaviruses, the genetic diversity, the characteristic of genomic organization, the host range, the geographical evolution and the virus-host co-evolution characteristics of these arenaviruses were analyzed. And furthermore, the evolutional characteristic, the geographical characteristic and the host range of LCMV were analyzed. All of these data could offer a meaningful basis for the identification and tracking of potential rat-arenavirus-origin EIDs in the future and the LCMV-related data will provide etiological basis for the prevention of Lymphocytic choriomeningitis.

迄今为止全球超过半数的新发和突发传染病经鉴定均为动物源性的病毒性传染病。啮齿目动物被证实是很多人类传染病病毒的自然宿主，包括源于鼠类的汉坦病毒、拉沙热病毒、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒等。砂粒病毒科的病毒是鼠类携带的一类重要病原体，许多病毒与人类传染病直接相关。本研究旨在利用前期收集的覆盖我国代表性地域代表性鼠种的咽拭子和肛拭子样本并结合后期采样建立的样本库，通过简并引物、特异性引物和病毒核酸文库鸟枪法测序相结合的方法，全面扫描这些鼠类样本中砂粒病毒的存在情况，并研究其地域分布、宿主范围及其地理进化特征和与宿主间的协同进化关系。并针对新型的砂粒病毒测定其全基因组序列并分析其基因组结构特征。在提供我国鼠源性砂粒病毒的基线数据的基础上，评估其潜在的跨种传播的风险。同时，针对在我国境内已有报道病例的淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒，给出其地域特征及其宿主范围，为此病的预防和溯源提供研究基础。

啮齿目动物被证实是很多人类传染病病毒的自然宿主，包括源于鼠类的汉坦病毒、拉沙热病毒、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒等。砂粒病毒科的病毒是鼠类携带的一类重要病原体，许多病毒与人类传染病直接相关。本研究旨在利用前期收集的覆盖我国代表性地域代表性鼠种的咽拭子和肛拭子样本并结合后期采样建立的样本库，全面扫描这些鼠类样本中砂粒病毒的存在情况，并研究其地域分布、宿主范围及其地理进化特征和与宿主间的协同进化关系。并针对新型的砂粒病毒测定其全基因组序列并分析其基因组结构特征。在提供我国鼠源性砂粒病毒的基线数据的基础上，评估其潜在的跨种传播的风险。本研究中，针对我们采集的覆盖全国20个省市自治区和直辖市55个物种共计3055只啮齿动物等小动物样本，我们开展了基于宏基因组学技术的病原体组合筛查，通过对所获得并整理的样品库的扫描，在云南，内蒙，湖南和浙江这是个省份的卡氏小鼠，黄胸鼠，褐家鼠，跳鼠及黄毛鼠中鉴定得到19个砂粒病毒阳性样本，这一结果说明砂粒病毒科的成员在我国鼠类中是有广泛的鼠种和地域分布的。我们挑选代表性的阳性样本进行这些砂粒病毒的序列测定，共测定了五株病毒的基因组全序列。利用所获得的病毒全基因组序列，我们开展了病毒的基因组结构和进化分析，以及这些病毒与其宿主的协同进化分析，明确了这些砂粒病毒科的新成员的进化水平。证实这些砂粒病毒均属于旧世界砂粒病毒群，未在中国境内的样本中发现新世界砂粒病毒群的成员。本研究中发现的砂粒病毒散在分布于旧世界砂粒病毒群的不同的进化位置，有三株病毒与已报道的且与人类疾病有潜在联系的温州病毒显示出较高的亲缘关系，有一株病毒与淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒进化关系较近，有一株跳鼠中发现的砂粒病毒与所有以前发现的砂粒病毒进化关系远，位于旧世界砂粒病毒群的一个单独的进化分支上。