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Nature:科学家揭示源于蝙蝠的新型冠状病毒是引起仔猪致死性腹泻疫情的真凶
at :2018/4/8 14:56:31    

4月4日,中国科学院武汉病毒研究所联合军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所、华南农业大学、新加坡DUKE-NUS新发传染病研究所和美国生态联盟(Ecoheath Alliance),确定了2016-2017年造成广东仔猪场发生仔猪急性致死性腹泻的病原为一种蝙蝠来源的新型冠状病毒。研究成果在线发表于Nature,原文题为“Fatal Swine Acute Diarrhea Syndrome Caused by an HKU2-related Coronavirus of Bat Origin”。
 

2016年10月底,广东清远一种猪场暴发仔猪致死性疾病,发病仔猪表现为严重急性腹泻、呕吐、体重迅速下降,5日龄以下的仔猪死亡率高达90%。其他三个猪场随后也出现了疫情。截至2017年5月,共造成24693头仔猪死亡。根据临床症状,研究人员对病猪样本进行了猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎病毒等已知猪腹泻相关病毒的检测。然而在疾病暴发高峰期,所有病毒检测结果均为阴性,表明该疾病是一种新发疾病。随后,对病猪肠道样本的高通量测序结果、病毒分离和感染实验证实,该疾病的病原是一种冠状病毒,将其命名为猪急性腹泻综合征冠状病毒,简称SADS冠状病毒(swine acute diarrhea syndrome coronavirus, SADS-CoV)。

 

接下来,科学家对SADS冠状病毒的基因组序列分析为寻找病毒的来源提供了线索:SADS病毒与2007年香港大学首次发现的蝙蝠冠状病毒HKU2基因组序列高度相似,全长序列一致性达95%,但囊膜蛋白(S蛋白)的氨基酸序列一致性只有86%。这表明HKU2虽不是SADS冠状病毒的直接祖先,但两者在遗传进化上关系相近,暗示SADS冠状病毒来源于蝙蝠。 研究团队随即对2013-2016年期间在广东采集的591份蝙蝠样品进行了SADS冠状病毒特异性定量PCR检测,共有58份结果为阳性,大部分阳性样品来自菊头蝠。其中一株在发生疫情猪场附近的蝙蝠洞穴中发现的冠状病毒与SADS病毒的全基因组序列一致性高达98.48%,其S蛋白氨基酸序列一致性在98%以上。结果进一步表明引起这次仔猪腹泻疫情的SADS冠状病毒来源于蝙蝠HKU2相关冠状病毒的跨种传播图一根据对和病猪有密切接触的猪场工作人员的血清学调查结果,尚无证据显示SADS冠状病毒可进一步跨种感染人。

图一 SADS冠状病毒与蝙蝠HKU2相关冠状病毒的基因组比较(A)和囊膜蛋白S1基因进化分析(B)

 

SADS和2002-2003年暴发的严重急性呼吸综合症(SARS)具有诸多相似之处:两者都发生于广东,均由新发冠状病毒引起,源头都是菊头蝠。蝙蝠是多种冠状病毒的自然储存宿主。SADS冠状病毒的发现与溯源研究证实了蝙蝠携带的某些冠状病毒可跨种传播至家畜并造成严重疾病。针对蝙蝠持续开展冠状病毒的监测,发现、鉴定对人畜健康构成潜在威胁的蝙蝠冠状病毒,对于防控新发传染病、保障畜牧业生产安全具有重要意义。

图二 此次广东省爆发疫情的养猪场(A-D)和蝙蝠取样点(黑色蝙蝠)的地理位置。其中,在CONGHUA取样点发现的一株蝙蝠冠状病毒与引起此次猪场疫情的SADS-CoV全基因组序列一致性高达98.48%。红色小旗标识的佛山市是2002年SARS疫情首例确诊者所在地。

 

该研究得到了中国科学院先导B科技专项、国家自然科学基金、美国国立卫生研究院等项目资助。武汉病毒研究所周鹏青年研究员、军事科学院军事医学研究院范航助理研究员、华南农业大学蓝天副教授为文章并列第一作者,武汉病毒研究所石正丽研究员、军事科学院军事医学研究院童贻刚教授、华南农业大学马静云教授、新加坡DUKE-NUS新发传染病研究所王林发院士和美国生态联盟(Ecoheath Alliance)Peter Daszak为共同通讯作者。参加单位还包括泰山医学院、广东生物资源应用研究所、武汉大学公共卫生学院、广东实验动物监测所和华北理工大学。

Abstract: Cross-species transmission of viruses from wildlife animal reservoirsposes a marked threat to human and animal health1. Bats have been recognized asone of the most important reservoirs for emerging viruses and the transmissionof a coronavirus that originated in bats to humans via intermediate hosts was responsiblefor the high-impact emerging zoonosis, severe acute respiratory syndrome(SARS)2–10. Here we provide virological, epidemiological, evolutionary andexperimental evidence that a novel HKU2-related bat coronavirus, swine acute diarrheasyndrome coronavirus (SADS-CoV), is the aetiological agent that was responsiblefor a large-scale outbreak of fatal disease in pigs in China that has causedthe death of 24,693 piglets across four farms. Notably, the outbreak began inGuangdong province in the vicinity of the origin of the SARS pandemic.Furthermore, we identified SADS-related CoVs with 96–98% sequence identity in9.8% (58 out of 591) of anal swabs collected from bats in Guangdong province during2013–2016, predominantly in horseshoe bats (Rhinolophus spp.) that are knownreservoirs of SARS-related CoVs. We found that there were striking similaritiesbetween the SADS and SARS outbreaks in geographical, temporal, ecological andaetiological settings. This study highlights the importance of identifying coronavirusdiversity and distribution in bats to mitigate future outbreaks that couldthreaten livestock, public health and economic growth.

原文链接:

http://nature.com/articles/doi:10.1038/s41586-018-0010-9

 
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