狂犬病病毒准种特性及其宿主适应性进化研究

Rabies virus (RABV), which infects almost all warm blood animals, was currently found to be a RNA virus that has the most widely host range. However, the reason for this characteristic of RABV remains unknown. In general, street strains of RABV can be fixed through serial passages in animals and cells, while the contribution of quasispecies to the host infection spectrum of RABV and the viral adaption to animals and cells needed to be resolved. Thus, to elucidate the characteristics of quasispecies of RABV, the street isolates derived from different animals with distinct evolutionary positions were subjected to serially passage in the brains of sucking mice. Full-length G gene of RABV amplified by RT-PCR was sequenced by using ultra-deep pyrosequencing, bioinformatics were then applied to analyze the obtained sequence information to uncover the complexity and evolutionary dynamics of quasispecies of RABV as well as the relation between RABV quasispecies and its adaption to animals. It is expected that this study will provide a basis for elucidating the molecular mechanism of cross-species transmission of RABV and the intrinsic genetic determinants of RABV infection to extensive hosts. The results obtained in this project will be useful for development of prevention and control strategies of rabies.

狂犬病病毒（rabies virus, RABV）是目前发现的宿主感染谱最为广泛的一种RNA病毒，能感染几乎所有的温血动物，RABV如此广宿主感染谱的原因目前尚不清楚。另外，病毒在动物或细胞内连续传代后会产生适应性，而RABV的准种在病毒感染谱中及宿主适应的过程中是否发挥作用，尚没有详细的研究，因此本研究以RABV准种为研究对象，采用新一代测序方法，对RABV街毒株准种复杂性、不同动物来源的RABV毒株在同一种宿主的适应性传代过程中准种动态演化规律进行充分研究，对于最终阐明RABV准种在宿主跨种传播、准种在宿主适应过程中所表现的趋化性及内在分子遗传因素具有重要的科学意义，为狂犬病防治提供新的策略与方法奠定坚实的理论基础。

狂犬病是由狂犬病病毒（rabies virus, RABV）引起的一种人兽共患病，RABV是目前发现的宿主谱最为广泛的RNA病毒，几乎能感染所有的温血动物。但是RABV如此广宿主感染谱的原因尚不清楚。包括RABV在内的RNA病毒是由一系列基因序列相近而又不完全相同的突变体构成，这称为病毒准种现象。RABV的准种在病毒跨种传播及在新宿主体内适应性进化是否发挥作用，尚没有详细的研究。.本研究以5株具有不同进化来源的犬源、貉源RABV流行毒株为研究对象，在乳鼠体内传代15代，发现毒株不同，乳鼠发病时间和病程长短略有不同，随着在乳鼠脑内传代代次的增加，潜伏期和病程均呈缩短趋势，说明在流行毒株持续性传代后，呈现出一定的适应性。对间隔一定代次鼠脑进行RABV分离，对编码糖蛋白的G基因进行PCR扩增，采用传统Sanger测序和高通量测序Roche 454相结合的方法，对准种不同丰度变异体进行探查。研究发现毒株在适应性传代过程，准种变异体始终是动态变化的，RABV准种受到了宿主阳性选择的作用，阳性选择位点主要分布在G蛋白膜外区，但是变异体的数量和遭受阳性选择的位点随着毒株在乳鼠脑内传代代次的改变而改变。准种变异体在新宿主体内适应性传代过程中表现出3种不同的机制：1.适应新宿主的变异体出现 2.不适应的变异体被淘汰3.变异体始终处于竞争状态。不同来源的RABV准种在乳鼠体内传代表现出一定的趋同性。研究发现RABV序列较为保守，在新宿主（乳鼠）体内适应性传代过程中只出现了少数变异体，但是可能这少数变异体就足以使RABV完成跨宿主传播过程。与其他RNA病毒不同，RABV具有广泛宿主谱的特性并非后天逐步进化而来，而是RABV在形成之初，就具备适应不同宿主的特性。RABV这种高度保守的特性，可能是其迅速完成适应性进化的基础。.本研究通过研究RABV准种，阐明了其在宿主适应性过程所表现出的动力学特征，初步了解了狂犬病病毒具有广泛宿主感染谱的原因，研究结果对于最终阐明RABV在宿主跨种传播分子遗传机制提供了新的视角，为狂犬病科学防控奠定了理论基础。.