沙粒病毒是一类对人类健康具有严重危害的重要病原体,许多哺乳动物沙粒病毒与人类疾病相关。其中拉沙病毒(Lassa virus,LASV)、胡宁病毒(Junín virus, JUNV)、马秋波病毒(Machupo virus, MACV)、瓜纳瑞托病毒 (Guanarito virus, GTOV)以及萨比亚病毒(Sabia virus,SABV)等,可引起严重疾病,属于烈性病毒,需要在BSL-4级实验室操作。
啮齿动物是沙粒病毒的自然宿主和传播者。绝大多数沙粒病毒都拥有特定的啮齿动物宿主,而宿主的分布决定了病毒的分布。根据其抗原性、系统发育和地理分布,将哺乳动物沙粒病毒分为旧世界(Old World,OW)和新世界(New World,NW)两个群。OW沙粒病毒主要来自于非洲,NW沙粒病毒主要来自于美洲。淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(Lymphocytic Choriomeningitis virus, LCMV)属于OW沙粒病毒,因其宿主是世界广泛分布的小家鼠(Mus musculus)而成为全球广泛分布的沙粒病毒。在亚洲,已报道与人类疾病相关的沙粒病毒只有LCMV和温州病毒(Wenzhou virus, WENV)。
徐建国院士团队罗雪莲副研究员团队对青海省玉树藏族自治州四个县采集的高原鼠兔粪便的宏病毒组分析,发现了大量与沙粒病毒序列同源的片段,并获得了全基因组序列。进化树分析表明,这是一种独立于OW和NW之外的全新沙粒病毒,命名为高原鼠兔病毒(Plateau pika virus, PPV)。随后进行沙粒病毒与宿主共进化分析,结果支持沙粒病毒与宿主共进化这一理论。经过进化时间推算,PPV的分化时间(~8000万年前)明显早于OW和NW群(~3000万年前)。因此,将PPV所处的新分支命名为远古群(ancient group)。
利用兔肾细胞系(RK-13)从高原鼠兔的肺、肝组织中成功分离到6株PPV毒株。所有PPV毒株均能在兔源细胞系(RK-13)、非人类灵长类动物细胞系(Vero)以及人源细胞系(A549和SLF-1)中有效复制。秦川研究员团队探讨了动物感染模型。她们使用干扰素缺陷小鼠采用颅内注射,第5天实验小鼠出现震颤、死亡。多个组织中检出高滴度的病毒RNA。病理分析显示脑组织有炎性浸润。更重要的是,基于建立的IFA和WB抗体检测方法,回顾性调查了青海玉树门诊335名不明原因发热病人的血清中PPV特异性抗体的阳性率。结果表明,排除PPV与LCMV/WENV的交叉反应,8例病人血清中含有PPV特异性抗体,抗体阳性率2.4%。
该研究在成功分离一种新型沙粒病毒的基础上,利用反向病原学理论研究其遗传进化、致病性,揭示其公共卫生学意义,这些成果对于主动发现、提前预警新发突发传染病具有借鉴意义。文章以“Emergence of an ancient and pathogenic mammarenavirus”为题于2023年发表在Emerging Microbes & Infections (IF=19.568) 杂志。中国疾控中心传染病所罗雪莲副研究员、卢珊研究员、中国医学科学院北京协和医学院医学实验动物研究所秦川研究员以及中山大学医学院施莽教授为文章的共同第一作者,中国疾控中心传染病所徐建国院士为责任作者。目前团队正在和合作单位共同努力,评估高原鼠兔病毒的公共卫生和医学意义。
图1.一种全新沙粒病毒-高原鼠兔病毒的发现
图2. 在分化时间上高原鼠兔病毒早于已知哺乳动物沙粒病毒
图3. 高原鼠兔病毒引起实验动物死亡
图4. 病人血清中高原鼠兔病毒特异性抗体筛查