科學家揭秘全國范圍內蚊蟲病毒組特征
蚊子，除了日常惱人之外，更是一種常見的病毒傳播媒介，通過其傳播的疾病包括瘧疾、黃熱病、登革熱等。
隨著全球氣候變暖，蚊蟲的繁殖速度和傳播疾病的能力也得到了增強，由蟲媒病毒引起的新發傳染病流行趨勢不斷上升，對全球公共衛生構成了嚴峻挑戰。然而，目前人們對于蚊蟲等常見媒介生物所攜帶的病毒多樣性和生物地理格局的認識仍非常有限。
3月22日，中山大學、深圳華大生命科學研究院（簡稱“華大”）與復旦大學的合作團隊在《自然—生態與演化》發表最新研究成果。合作團隊攜手開展了全國范圍內蚊蟲病毒組研究，揭示了多種蚊蟲在不同生境下病毒的多樣性、傳播分布的影響因素及地理譜系特征，在多維尺度上為研究蚊蟲病毒組提供了重要的新見解。
研究示意圖 科研團隊供圖
不同條件下，蚊蟲病毒存在多樣性
研究團隊歷時5年收集了來自全國23個省82個縣市的2438只蚊蟲個體，這些樣本來自不同的生態環境，包括人口密集區及邊境省份。
研究團隊基于華大智造自主研發的T系列測序平臺，通過對單個蚊蟲進行宏轉錄組測序，成功構建了迄今發表個體數最多、地域跨度最大的蚊蟲病毒組數據資源。研究團隊從中鑒定出393種蚊蟲相關病毒，其中高達63%為潛在新種，包括3種潛在致病蟲媒病毒新物種。這一發現大大拓展了已知蚊蟲病毒的多樣性和新穎性。
在進一步分析了蚊蟲所攜帶的病毒類型及數量之后，研究團隊發現蚊蟲個體和種群水平的病毒組成與宿主系統發育、氣候、土地利用類型等因素密切相關。在該研究中，合作團隊發現騷擾阿蚊、白紋伊蚊是病毒多樣性的熱點宿主，而溫度適當、降雨豐富且哺乳動物多樣性較高的地區成為蚊蟲多樣性的熱點地區。這一發現為病原多樣性熱點假說提供了堅實的證據。
在該研究中，研究團隊首次量化地描述了蚊蟲病毒與其宿主專一性的對應關系，即有些病毒僅能特定感染單一種類的蚊蟲，即專化，而有些病毒則能跨物種感染多個不同屬的蚊蟲，即泛化，展示了蚊蟲病毒的宿主特異性呈現出從專化到泛化的連續譜特征。此前有研究表明，許多蟲媒病毒在自然界中屬于跨物種傳播病毒，因此，了解病毒這一潛力特點對疾病防控有重要指導意義。
此外，不同地區蚊蟲種群的遺傳相似度與種群間共享的病毒物種數高度相關。也就是說，地理位置相隔很遠的兩個地區，如果蚊蟲間的基因組相似度越高，其所對應攜帶的病毒種類越相似。這表明蚊蟲種群的擴散可能是病毒長距離傳播和大尺度生物地理格局形成的重要驅動力。
構建全球病原數據庫
“本研究極大地擴展了已知蚊蟲病毒圈，為蚊蟲病毒提供了全面的基因組和生態數據資源，同時，從蚊蟲個體的病毒多樣性與全國尺度上的生物地理格局聯系起來，為媒介昆蟲病毒組圖譜提供了全新的認識。”論文共同通訊作者、中山大學教授施莽表示。
據了解，為發現和監測動物中可能感染人類的病原，華大基于自主研發的高通量實驗和分析平臺，于2020年發起全球病原數據庫項目。該項目旨在從基因組層面檢測和發現人畜共患病原，致力于促進形成更加主動的疾病預防機制，并為發現預測已有和潛在的人畜共患病原提供堅實和全面的數據支撐。
文章共同通訊作者、深圳華大生命科學研究院研究員李俊樺表示：“華大生命科學研究院病原組學團隊將持續構建病原數據平臺，匯集多種病原、媒介和生態等多維度信息，為生物安全防控和自然疫源疫病監測預警提供大數據保障。”
據介紹，該科研成果符合倫理和數據安全法律法規，目前這一研究所產生的數據全部存儲于深圳國家基因庫生命大數據平臺序列歸檔系統。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41559-024-02365-0
