福特謝爾曼病毒(Fort Sherman virus , FSV)于1985年首次在巴拿馬從一名美國士兵身上分離出來,此后關(guān)于該病毒的發(fā)現(xiàn)和研究也寥寥無幾,因此一度被科研界所忽視。而到了2020年,科學(xué)家離奇地在秘魯北部沿海地區(qū)發(fā)現(xiàn)一名發(fā)熱患者的FSV感染病例。這一長達35年的時間跨度以及2000公里的地理距離,引發(fā)了科學(xué)家對該病毒的診斷、基因組監(jiān)測及傳播機制的進一步研究和探討。
近期,柏林夏里特醫(yī)學(xué)院埃德米爾森(Edmilson F. de Oliveira-Filho)等人,在《Emerging Infectious Diseases》期刊上發(fā)表了題為 “Fort Sherman Virus Infection in Human, Peru, 2020”的研究。該研究報告了2020年秘魯北部一例福特謝爾曼病毒(FSV)感染的病例,回顧了FSV在美洲的傳播歷史,并對病毒的基因組進行了詳細分析。
研究合作者包括來自柏林自由大學(xué)、洪堡大學(xué)、秘魯國家衛(wèi)生研究所、蘭巴耶克地區(qū)公共衛(wèi)生參考實驗室和佩魯維亞納·卡耶塔諾·赫雷迪亞大學(xué)的科學(xué)家。
FSV的首次發(fā)現(xiàn)與傳播
1985年,研究人員在巴拿馬一名駐扎于叢林作戰(zhàn)訓(xùn)練中心的美國士兵體內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)了正布尼亞病毒——福特謝爾曼病毒(FSV)。早在此之前,1965年和1982年,科學(xué)家們曾從阿根廷的蚊子體內(nèi)分離出兩株FSV。此后,F(xiàn)SV還被發(fā)現(xiàn)于2018年巴西健康的馬匹中,以及2013年阿根廷的馬匹中,這些馬匹表現(xiàn)出神經(jīng)癥狀和流產(chǎn)的病例。
針對馬匹相關(guān)FSV毒株的血清學(xué)分析表明,該病毒可能具有廣泛的宿主范圍,包括家畜等脊椎動物。數(shù)據(jù)顯示,巴西的山羊中FSV血清陽性率為2.9%,而馬匹中則高達22.0%;在阿根廷人群中的血清陽性率則為5.7%。
秘魯病例的發(fā)現(xiàn)
研究人員在2020年3月,秘魯北部沿海的蘭巴耶克省奇克拉約市發(fā)現(xiàn)了一個人類FSV感染病例。患者為一名61歲的男性,近期沒有旅行史,發(fā)燒38°C。多項診斷測試結(jié)果均為陰性,包括登革病毒(DENV)特異性實時逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)和廣泛反應(yīng)的嵌套RT-PCR(針對黃病毒和阿爾法病毒)。經(jīng)過進一步的擴展診斷檢測,患者對正布尼亞病毒呈陽性。
研究團隊通過對篩選PCR擴增子的測序,確認了該病毒為FSV。隨后,他們通過嵌套RT-PCR擴增了重疊的基因組片段,并通過Sanger測序獲得了所有3個基因組片段的完整編碼序列。盡管多次嘗試分離病毒,研究人員未能成功,推測這可能是由于樣本降解和相對較低的病毒載量,這一數(shù)值已通過FSV特異性實時RT-PCR確證。
基因組分析與演化
通過對比秘魯和巴拿馬的人類FSV毒株,研究人員發(fā)現(xiàn)兩者在基因組序列上的相似性非常高,盡管在時空上相距甚遠。與原型FSV毒株相比,秘魯株和巴拿馬株在大基因段上有2.0%的核苷酸差異,中基因段有2.3%,小基因段則為1.0%。翻譯后的氨基酸序列差異較小,范圍為0到1.5%,這與受強凈化選擇作用的蟲媒病毒演化模式一致。
通過最大似然法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示,秘魯FSV株與巴拿馬株在3個基因組片段上聚類在一起。在基于中基因片段的系統(tǒng)發(fā)育樹中,秘魯和巴拿馬的FSV毒株形成了單系群,并嵌套于Cache Valley病毒(CVV)的系統(tǒng)發(fā)育分支中,且具有較強的自舉支持。相比之下,來自阿根廷和巴西的蚊子及馬匹分離株在M基因系統(tǒng)發(fā)育中與FSV原型毒株有所不同。
人源FSV株的系統(tǒng)發(fā)育推測表明其中基因的演化起源涉及與CVV的非近期重配事件。研究人員指出,CVV經(jīng)常感染北美的反芻動物,并引發(fā)嚴重疾病和先天缺陷,而人類感染CVV的發(fā)熱病例則偶有報道。FSV與CVV重配的潛在脊椎或無脊椎宿主范圍廣泛,令人關(guān)注。
潛在風(fēng)險與防控挑戰(zhàn)
正布尼亞病毒的重配主要發(fā)生在編碼病毒受體結(jié)合蛋白的中基因片段上,這可能會改變病毒的宿主范圍。CVV曾在多種蚊子中被檢測到,因此含有類似CVV的M蛋白的人源FSV可能具有廣泛的宿主范圍,甚至可能包括能夠促成城市傳播的蚊蟲種類。
研究人員特別擔憂的是,蘭巴耶克地區(qū)是登革熱傳播的高發(fā)地,而在COVID-19大流行期間,蚊蟲控制活動幾乎完全停止。雖然2020年在該地區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)其他FSV感染病例,排除了FSV爆發(fā)的可能性,但未來人類感染的風(fēng)險仍然存在。
研究人員警告,即使是單個氨基酸的變化,也可能顯著影響蟲媒病毒的宿主范圍,正如Chikungunya病毒中E1-A226V突變顯著增強了其感染白紋伊蚊的能力。
迄今為止,關(guān)于人類感染FSV的研究較少,這可能是由于診斷能力不足,或是FSV在人類中的感染較為罕見,或因其受強凈化選擇影響,難以適應(yīng)人類宿主。
未來的研究需進一步探討FSV在人類和動物中的傳播鏈,以確定潛在的風(fēng)險群體并設(shè)計相關(guān)的干預(yù)策略。FSV應(yīng)當納入拉美地區(qū)發(fā)熱疾病的鑒別診斷之中,并開發(fā)更為可靠的血清學(xué)檢測手段,以應(yīng)對未來可能出現(xiàn)的疫情暴發(fā)。
參考文獻:de Oliveira-Filho EF, Cabezas Sánchez C, Manosalva D, Romero M, Sarmiento N, ?ique A, et al. Fort Sherman Virus Infection in Human, Peru, 2020. Emerg Infect Dis. 2024;30(10):2211-2214. https://doi.org/10.3201/eid3010.240124
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