肝炎E病毒(HEV)屬于Hepeviridae科,是一種單股正義RNA病毒,具有約7.2 kb的基因組。它主要通過口服途徑傳播,尤其是在缺乏良好衛生設施的地區。HEV感染通常引起急性肝炎,并可能導致嚴重的臨床表現,特別是在孕婦中,可能引發致命的肝衰竭。
HEV是全球范圍內引起急性肝炎的主要原因之一,尤其在發展中國家更為常見。根據世界衛生組織(WHO)的估計,HEV每年導致超過40,000人死亡。其傳播途徑主要是口-糞途徑,尤其是通過受到污染的飲用水和食物。盡管目前已有針對HEV的疫苗上市,但HEV的傳播依然廣泛,特別是在工業化國家。因此,了解HEV的主要載體和基因演化就顯得至關重要。
2024年12月9號,PNAS在線發表了一篇名為“Ancient evolutionary origins of hepatitis E virus in rodents”的研究論文,該研究探討了與肝炎E病毒(HEV;Hepeviridae科)相關的嚙齒動物和蝙蝠攜帶病毒的潛力。通過對全球多個地區(包括非洲、亞洲和拉丁美洲)108種嚙齒動物和鼩鼱的2,565個肝臟樣本進行基因組數據挖掘,并使用RT-PCR技術進行hepevirus的檢測,研究者發現了兩種基因上差異較大的嚙齒動物相關hepeviruses,以及兩種與已知蝙蝠相關的hepeviruses相似的病毒株。研究結果揭示了人類HEV的家族譜系,強調了對嚙齒動物相關hepeviruses的監測和實驗風險評估的必要性。
HEV感染每年造成超過40,000人死亡,主要由有蹄類動物傳播,偶爾由大鼠傳播,突顯了嚙齒動物攜帶的hepevirus的潛在跨物種傳播風險。HEV在全球范圍內每年造成大約2000萬例感染和44000例死亡,且傳播廣泛,特別是在工業化國家和發展中國家。在這里,作者探討了來自不同動物宿主的不同類型的肝炎E病毒(HEV)及其基因演化,特別是嚙齒類動物(如老鼠)在HEV基因組樹中的作用。
圖1. HEV基因組,及與HEV相關的宿主相互作用因素
嚙齒動物作為病毒的宿主
研究表明,嚙齒動物,特別是老鼠,可能是肝炎E病毒基因譜系的重要驅動因素。通過大規模的數據挖掘和田野調查,研究人員發現嚙齒動物中存在多種新型的HEV類型,這些類型與已知的HEV存在顯著的基因差異。與人類相關的HEV(主要是基因型1和2)主要由豬和其他偶蹄動物宿主提供,但來自嚙齒動物的病毒表現出高度的遺傳多樣性,且這些病毒在演化上與人類HEV相對較遠。
病毒基因組分析
通過對7.67百萬條測序數據的分析,研究發現137種HEV中有4種病毒在基因組上與已知的HEV顯著不同。這些差異主要集中在開放閱讀框1(ORF1)、ORF2和ORF3的氨基酸序列上,表明這些病毒可能具有與宿主適應相關的基因特征。研究還發現,嚙齒類動物的HEV與其他種類的HEV,如蝙蝠、鳥類等病毒的基因組差異顯著,進一步證明了嚙齒類動物在HEV的演化樹中的特殊地位。
HEV的宿主轉移
通過貝葉斯分析和祖先狀態重建,研究人員發現,HEV的進化歷史表明,人類相關的HEV可能在豬等偶蹄動物中起源,并且這種病毒可能經歷了多次宿主轉移事件。嚙齒動物被認為是HEV宿主轉移的主要來源,特別是這些小型哺乳動物在病毒傳播中的作用至關重要。
圖2. 肝炎病毒流行病學和進化
病毒跨物種傳播
在某些情況下,嚙齒動物和與其共生的鼩鼱之間存在病毒的跨物種傳播,這可能導致新型病毒株的出現。文章中指出,嚙齒類動物可能是多種HEV基因型的來源,特別是那些未被充分研究的地區,如西非和中亞。
研究的局限性與挑戰
本研究存在一些局限性,如樣本采集的時間和空間分布不完全,RT-PCR檢測可能未能發現一些遺傳差異較大的病毒類型,以及公共數據庫中宿主基因組數據的不完整。
雖然已有研究模型如RHEV(鼠類肝炎E病毒模型)可以用來研究HEV,但對人類相關HEV的動物模型仍然難以建立。
結論和未來的研究方向
該研究強調了嚙齒動物在HEV基因譜系中的關鍵角色,尤其是在病毒的宿主轉移過程中。研究人員呼吁加強對嚙齒動物和鼩鼱等小型哺乳動物中HEV的監測和風險評估。此外,考慮到嚙齒動物與HEV的關系,可能需要優化現有的HEV動物模型,以便更好地研究人類相關HEV的傳播機制。
總結
該研究表明,嚙齒類動物在HEV的傳播和進化中起著重要作用,特別是在未被廣泛研究的地區。通過基因組分析和田野調查,研究人員發現,嚙齒類動物中存在大量具有遺傳差異的HEV類型,這些類型可能對HEV的基因演化和宿主適應產生深遠影響。鑒于嚙齒類動物在HEV的傳播中扮演重要角色,未來應加強對這些動物中的HEV病毒的監測和風險評估,以應對可能的健康威脅。
論文鏈接:https://doi.org/10.1073/pnas.2413665121
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