The Surveillance on the Diversity of Viruses in Bats from Yunnan and Guangdong Province,Mainland Chi

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lovezhizunbaolove
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蝙蝠属于翼手目,分布范围广,是唯一能够飞行的哺乳动物,其具有丰富的生物多样性和多样的生活方式。病毒可以与作为它们天然宿主的蝙蝠在长期的共同进化过程中达到某种平衡,相互间共存共生。近年来蝙蝠成为人们研究的焦点,不仅是由于它们独特的生物学特性,也由于其在公共卫生领域中的重要作用。蝙蝠被认为在病毒进化和传播人畜共患病中扮演重要的角色。  由于蝙蝠来源的病毒可以在人类和其他动物中引起疾病,因此在本研究中,我们对中国云南西双版纳棕果蝠(Rousettus leschenaulti)和广东省怀集菊头蝠(Rhinolophus thomasi)体内的病毒存在情况进行了检测。蝙蝠在其栖息地被网捕后对其进行物种鉴定,随后,我们用无菌拭子共收集794份肛拭子样本,并将收集的样本保存于冻存管中。直肠拭子样品保存在含有1ml病毒运输培养基(VTM)的冻存管中,冷链运输样本,并储存在-80℃的超低温冰箱中,直至用于RNA提取。病毒核酸按照标准方法进行提取,并用核酸浓度测定仪进行定量。随后,采用RT-PCR(逆转录聚合酶链式反应)方法进行病毒RNA检测。基于Genbank已经存在的来自星状病毒和冠状病毒家族的病毒高度保守的核酸序列进行简并引物设计,这些引物用于PCR鉴定与现有病毒密切相关的新型病毒。新型病毒的鉴定采用巢式PCR进行PCR反应。  该研究的第一部中我们从蝙蝠体内监测和分离出了星状病毒,并对分离出的星状病毒进行了进化分析。实验结果表明,2015年从云南西双版纳收集的180份样本中,70份为星状病毒阳性,阳性率为38.8%;2016年收集的171份样本中有129份为星状病毒阳性,阳性率为75.4%。而在广东怀集收集的173个样本中32个样品测试为星状病毒阳性,检测阳性率为18.5%,低于西双版纳样本中星状病毒的阳性率。与Genbank里的数据进行比对后,结果表明这些阳性样本的碱基序列与其他已知的星状病毒的同源性为42%-100%。  为了了解分离的蝙蝠病毒的种属关系,我们对RT-PCR获得的RdRp片段的序列进行进化分析。该进化分析是基于星状病毒RdRp序列中长度为420bp的保守区域的碱基序列进行分析的,以此来显示相应星状病毒与其群体的其他成员之间的进化关系。根据进化树的分析结果,在第二组中云南西双版纳样本中检测的星状病毒与蝙蝠星状病毒KT008050.1和无尾果蝠(Megaerops kunsnotoi)星状病毒KT003283.1相似,而在云南西双版纳分离的其它样本(G55,G69,G87,G105,G133和G138)中检测的星状病毒组成另外一个不同的组,表明其为一个新的星状病毒物种。此外,对星状病毒阳性病毒株的衣壳区进行进化分析显示其可以分为两个群,这两个群分别来自进化距离较远的分离自长春的蝙蝠星状病毒(KT003291)和分离自香港的无尾果蝠体内的星状病毒。在广东怀集收集的样品中鉴定出了四个星状病毒的亚组,尽管同为蝙蝠星状病毒,但其与云南西双版纳地区分离的星状病毒相比差异较大。广东怀集样本中第1亚组中的病毒株(H10,H14,H24和H30)显示与蝙蝠星状病毒(FJ57113.1)亲缘关系密切;而其它几株(H8,H13,H16,H17,H27和H64)与FJ57113.1亲缘关系较远,对这些星状病毒的衣壳蛋白基因序列的分析表明其与已知的星状病毒存在较大的差异。随后我们又对其它三个亚组进行了鉴定,结果表明亚组2中的7个星状病毒阳性样本与蝙蝠星状病毒FJ571068.1和FJ571074.1相关,而亚组1中的11个星状病毒阳性的样本形成进化距离较远的一个不同的群,亚组3中的4个星状病毒阳性样本与蝙蝠星状病毒EU847155.1密切相关。有趣的是,我们鉴定出来的的星状病毒与无尾果蝠以及人类星状病毒的关系同源性较低。  在第二部分的研究中,我们对从蝙蝠体内分离的冠状病毒进行了鉴定以及对它们的进化情况进行了分析。我们的结果显示,2014年云南西双版纳收集的270例样本中有70例冠状病毒阳性的样本,阳性率为25.9%;2015年180份样本中有70个样本为冠状病毒阳性,阳性率为38.8%。2016年171份收集的样本中113份阳性,阳性率为66.0%。这些从果蝠中获得的冠状病毒核酸序列的同源性为86%-98%。同时,我们对已知冠状病毒阳性的样品进行进一步筛查,检测冠状病毒中存在来源于呼肠孤病毒p10基因的情况。在2014年云南西双版纳采集筛选的70个冠状病毒阳性样本中,25个(35.7%)样本为p10基因阳性;在2015年云南西双版纳采集筛选的70个冠状病毒阳性样本中,54个(77.1%)样本为p10基因阳性;在2016年云南西双版纳采集筛选的113个冠状病毒阳性样本中检测到23个(20.4%)样本为p10基因阳性。但是,2015年从广东怀吉采集到的冠状病毒阳性的样本中未检测到p10基因的存在。  对冠状病毒RdRp基因的228bp核酸序列进行进化分析显示,我们检测到的冠状病毒阳性的样本与之前在我们的实验室检测到的棕果蝠BatCoV GCCDC1356和BatCoVGCCDC1346具有相似性。而其它已知代表株的序列则形成远离棕果蝠GCCDC1(356和346)的一个群,但与蝙蝠CoV HKU9-4(EF065515)的亲缘关系更近。我们在广东怀集收集的样本中检测到的冠状病毒感染率较低,并且这些冠状病毒被鉴定为α冠状病毒相关的蹄蝠属蝙蝠冠状病毒。有趣的是,广东怀集检测到的五个冠状病毒中的两个与云南西双版纳分离的GCCDC1同源关系较近。这一发现支持了以前的报道,即冠状病毒的分布和跨物种传播与蝙蝠物种的迁移和共栖关系密切相关。所有p10基因筛选阳性的样品揭示了果蝠冠状病毒GCCDC1在版纳蝙蝠中的传播。根据P10进化树,我实验室先前的研究结果已经证明P10基因在冠状病毒中存在为基因重组现象。该P10基因表达的蛋白与已报道的P10蛋白存在差异。这种现象可能与蝙蝠在同一个栖息地高密度的聚居,促进不同种类的病毒在蝙蝠体内传播同时这也可能加快冠状病毒进化速度。此外,在本研究中我们再次分离了很多我们之前发现的新型冠状病毒GCCDC1,这一方面确认了我们实验室早期发表的文章的结果的真实性,另一方面也证实了它的可重复性。因此,我们在本研究中提供了RNA病毒传播和重组的证据,并且显示由于进化动力不同导致了重组效率的差异。  总之,在本研究中我们取得了一些有意义的结果,首先,我们的研究表明中国南部地区的蝙蝠中携带有星状病毒和冠状病毒,且这些病毒具有高度的相似性,但是他们与已知的病毒差异明显,表明这些病毒已经适应了云南地区的蝙蝠宿主。第二,因为蝙蝠星状病毒在进化上更接近其他一些哺乳动物星状病毒,蝙蝠可能可以将星状病毒传播给人类和其他动物,反之亦然。第三,这些结果也表明了来自于正呼肠孤病毒属的p10基因在冠状病毒内的一个高效率的异种重配,蝙蝠病毒中的基因的种间重配在Ro-BatCoVGCCDC1的新的重组株的进化中发挥了重要的作用。最后,我们的研究表明Ro-BatCoVGCCDC1在蝙蝠体内持续的存在以及传播,而云南地区栖息着大量的蝙蝠,可能为新型病毒变异株的出现和传播提供一个合适的微环境,因此,云南地区可以作为新型病毒出现的一个监测点。
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