Kirjallisuuden jakaminen: Länsi-Afrikan luonnonvaraisten pienten nisäkkäiden viromiprofilointi paljastaa uusia viruksia ja zoonoosiriskejä

Äskettäin julkaistu tutkimusMikrobiomisuoritti virusmetagenomiikka-analyysin 846 luonnonvaraisesta pienestä nisäkkäästä – mukaan lukien lepakoista, jyrsijöistä ja päästäisistä – jotka oli kerätty Sierra Leonesta, Länsi-Afrikasta. Tutkimuksessa tunnistettiin yhteensä 39 nisäkkäisiin liittyvää RNA-virusta, joista 26 oli uusia ja 13 aiemmin tunnettuja. Näistä Paramyxoviridae-heimolla oli suurin monimuotoisuus, kun taas jyrsijöillä oli eniten viruslajeja (n = 26).

Zoonoottisten riskienarvioinnissa paljastui kolme tunnettua zoonoottista virusta – enkefalomyokardiittivirus, Lassa-virus ja Rocahepevirus sp. – sekä kolme virusta, joilla on mahdollinen leviämisriski: Melianvirus, jyrsijöiden hepatiittivirus ja Hunnivirus A. Merkillepantavaa on, että uusista viruksista Bat ledantevirus 2 osoitti lähintä fylogeneettistä sukua ihmiseen tarttuvalle Le Dantec -virukselle. Serologisessa analyysissä havaittiin lisäksi neutraloivia vasta-aineita tätä virusta vastaan ​​2,8 %:lla paikallisista asukkaista, mikä viittaa aiempaan, todennäköisesti havaitsemattomaan, ihmisen altistumiseen.

Nämä löydökset korostavat merkittävän jyrsijöiden hallitseman virusreservuaarin olemassaoloa Länsi-Afrikassa ja korostavat integroitujen valvontastrategioiden kriittistä merkitystä ihmisen ja eläimen rajapinnassa. Metagenomisen seulonnan yhdistäminen serologiseen validointiin tarjoaa vankan kehyksen zoonoosi- ja leviämispotentiaalia omaavien virusten tunnistamiseen.

Viimeisen vuosikymmenen aikana yli 60 % ihmisillä esiintyvistä uusista tartuntataudeista on peräisin eläinperäisistä lähteistä, ja lepakot, jyrsijät ja päästäiset ovat tunnustettuja zoonoosivirusten keskeisiä isäntiä. Afrikkaa pidetään laajalti zoonoosien keskuksena. Esimerkiksi Sierra Leonessa raportoitiin yli 28 000 tapausta vuosien 2014–2016 ebolaepidemian aikana.

Huolimatta merkittävästä zoonoosien aiheuttamasta taakasta tällä alueella, virusten monimuotoisuutta ja levinneisyyttä luonnonvaraisissa pienissä nisäkkäissä ei ole vielä riittävästi karakterisoitu. Tämän puutteen korjaamiseksi tutkijat suorittivat systemaattisen viromianalyysin 846 luonnonvaraisesta pienestä nisäkkäästä, jotka pyydystettiin kolmella eri paikalla Sierra Leonessa vuosina 2018–2023. Tutkimuksen tavoitteena oli karakterisoida virusten monimuotoisuutta, tunnistaa lajien välisen tartunnan potentiaalisia ehdokkaita, arvioida zoonoosiriskiä ja tuottaa näyttöä uusien tartuntatautien varhaisvaroitusjärjestelmien tueksi.

Ydinmenetelmät

Tutkimuksessa sovellettiin kattavaa virusmetagenomiikan työnkulkua:

• Näytteen käsittely:Sydän-, maksa-, perna-, keuhko- ja munuaiskudokset kerättiin, yhdistettiin, homogenisoitiin ja niille tehtiin kokonais-RNA-uutto.
• Järjestys ja kokoonpano:Ribosomaalisen RNA:n poisto suoritettiin ennen kirjaston rakentamista, minkä jälkeen suoritettiin korkean läpimenon sekvensointi Illumina NovaSeq 6000 -alustalla. Viruskontigit koottiin de novo.
• Viruksen tunnistaminen:Virukset tunnistettiin RNA-riippuvaisen RNA-polymeraasin (RdRp) geenilinjauksen perusteella. Vain selkärankaisiin liittyvät virukset säilytettiin, pois lukien bakteeri-, sieni- ja kasvivirukset.
• Bioinformatiikan analyysi:Tutkimuksessa tehtiin fylogeneettinen rekonstruktio, rekombinaatioanalyysi, lajien välinen tartuntaverkoston mallinnus ja zoonoottisten riskien arviointi.
• Serologinen validointi:VSV-pohjainen pseudovirusten neutralisaatiomääritys kehitettiin Bat ledantevirus 2:lle. Neutraloivia vasta-aineita havaittiin 2,8 %:ssa ihmisen seerumeista, mikä viittaa mahdolliseen zoonoottiseen tarttumiseen.
  

  TutkimusTulokset

  1. Viruksen löytäminen ja monimuotoisuus

  Tässä tutkimuksessa tehtiin transkriptoominen sekvensointianalyysi 846 Sierra Leonessa kerätylle villieläimelle, mukaan lukien jyrsijät, lepakot ja päästäiset. Täydellisten RNA-riippuvaisten RNA-polymeraasi (RdRp) -geenisekvenssien perusteella tunnistettiin yhteensä 39 nisäkkäisiin liittyvää RNA-virusta, joista 13 oli aiemmin tunnettuja ja 26 uusia.

  Viruskoostumuksen suhteen Paramyxoviridae-heimolla oli suurin monimuotoisuus kaikissa kolmessa isäntälahkossa, ja sitä seurasivat Astroviridae ja Picornaviridae. Isäntäjakauman osalta jyrsijät tuottivat suurimman virusdiversiteetin, yhteensä 26 viruslajia, mikä osoittaa niiden merkittävän roolin virusdiversiteetin reservuaareina alueella.

  2. Zoonoottinen riski

  Zoonoottisten riskienarvioinnissa tunnistettiin kolme tunnettua zoonoottista virusta: enkefalomyokardiittivirus, Lassa-virus ja Rocahepevirus-lajit. Lisäksi kolme virusta – Melianvirus, jyrsijöiden hepatiittivirus ja Hunnivirus A – tunnistettiin potentiaalisen leviämisriskin aiheuttaviksi.

  26 uudesta löydetystä viruksesta neljän ennustettiin omaavan korkean zoonoottisen potentiaalin fylogeneettisten ja genomisten ominaisuuksien perusteella. Merkillepantavaa on, että Bat ledantevirus 2 osoitti lähimmän fylogeneettisen suhteen tunnettuun ihmistä tartuttavaan Le Dantec -virukseen.

  Myöhemmät serologiset tutkimukset tukivat tätä havaintoa entisestään, sillä paikallisten asukkaiden seerumeissa havaittiin neutraloivia vasta-aineita Bat ledantevirus 2:ta vastaan ​​2,8 %:ssa. Tämä tulos viittaa siihen, että tunnistamattomia tai oireettomia infektioita on saattanut jo esiintyä ihmispopulaatiossa, mikä korostaa mahdollista, mutta aiemmin havaitsematonta zoonoottista tartuntareittiä.

  3. Lajien välinen siirtymisdynamiikka

  Lajien välinen tartunta-analyysi osoitti, että jyrsijöillä on keskeinen asema virusten jakamisverkostossa ja ne toimivat avainsolmuina, jotka helpottavat virusten vaihtoa isäntälajien välillä. Yhteensä 15 virusta tunnistettiin, joilla on potentiaalia lajien väliseen tarttumiseen.

  Lahkojen välisten tartuntamallien jatkoanalyysi osoitti, että viruksen jakamista tapahtui useammin saman taksonomisen lahkon sisällä olevien isäntien välillä, mikä viittaa siihen, että isännän sukulaisuudella on tärkeä rooli tartuntadynamiikassa. Sitä vastoin lepakoilla oli suhteellisen alhainen kyky tartua lahkojen välillä.

  Merkittävää on, että tietyissä viruksissa havaittiin merkkejä isäntäalueen laajenemisesta. Esimerkiksi Melian-virusta, jota aiemmin pidettiin päästäisille ominaisena, havaittiin tässä tutkimuksessa myös jyrsijöillä, mikä viittaa mahdolliseen isännän sopeutumiskyvyn muutokseen ja lisääntyneeseen riskiin levitä laajemmalle alueelle.

  

  Johtopäätökset ja kansanterveydelliset vaikutukset

  • Suuri viromidiversiteetti luonnonvaraisilla pienillä nisäkkäillä:Löydettiin 39 RNA-virusta, mukaan lukien 26 uutta lajia, mikä paljastaa alueen suuren virusreservoirin ja raportoi ensimmäistä kertaa uusista viruksista, joilla on suuri zoonoottinen potentiaali (esim. Bat ledantevirus 2).
  • Jyrsijät ensisijaisina valvontakohteina:Jyrsijät toimivat virusten leviämisen keskeisinä keskuksina ja kantavat mukanaan suurimman virusten monimuotoisuuden, mikä edustaa suurinta leviämisriskiä.
  • Integroitujen valvontastrategioiden tarve:Tulokset tukevat jyrsijöiden priorisointia aktiivisissa seurantaohjelmissa ja integroitujen lähestymistapojen käyttöönottoa, joissa yhdistyvät metagenomiikka, serologia ja ekologinen seuranta ihmisen ja luonnonvaraisten eläinten rajapinnoissa.

  Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus tarjoaa kriittistä näyttöä uusien zoonoosien varhaisvaroitusjärjestelmien ja riskinarviointikehysten tueksi ja korostaa ennakoivan seurannan merkitystä korkean riskin alueilla.

  Tuotetiedot