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猴痘病毒最新基因測(cè)序結(jié)果公布，近似于英國(guó)三年前毒株
時(shí)間：2022-05-25 10:01:00 來(lái)源：生物探索 點(diǎn)擊：
三份猴痘病毒的DNA序列初步顯示同源，同屬溫和的西非株系，并且其與2018年和2019年在英國(guó)、新加坡和以色列發(fā)現(xiàn)的猴痘病毒關(guān)系密切。
導(dǎo)語(yǔ)：根據(jù)世界衛(wèi)生組織的最新統(tǒng)計(jì)，截止5月21日，已有12個(gè)非猴痘流行國(guó)家向世衛(wèi)組織報(bào)告了129起猴痘確診病例和28起疑似病例，預(yù)計(jì)全球猴痘確診病例將繼續(xù)增加。此前，世界衛(wèi)生組織表示，猴痘病毒主要包括西非分支和剛果盆地分支這兩種，其中西非分支的致死率較低，感染后的死亡率約為1%，而剛果盆地分支則會(huì)導(dǎo)致10%的死亡率。
盡早確定引起感染的病毒基因組序列有助于更好地了解流行病學(xué)、感染源和傳播模式，從而做到有效防控。截至5月21日，來(lái)自葡萄牙、比利時(shí)、美國(guó)的三個(gè)研究小組分別公布了近期在全球多地暴發(fā)的猴痘疫情中感染者所攜帶病毒基因組序列的初步結(jié)果。三份猴痘病毒的DNA序列初步顯示同源，同屬溫和的西非株系，并且其與2018年和2019年在英國(guó)、新加坡和以色列發(fā)現(xiàn)的猴痘病毒關(guān)系密切。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月20日，葡萄牙國(guó)家衛(wèi)生研究所的João Paulo Gomes研究團(tuán)隊(duì)在Virological網(wǎng)站上發(fā)表題為“First draft genome sequence of Monkeypox virus associated with the suspected multi-country outbreak, May 2022”的初稿文章（圖1），文中公布的猴痘病毒的基因組測(cè)序結(jié)果說(shuō)明該病毒屬于較為溫和的西非株系，這是自猴痘病毒爆發(fā)以來(lái)，首份針對(duì)猴痘病毒的基因組測(cè)序結(jié)果。
圖1 研究成果（圖源：[1]）
團(tuán)隊(duì)用QIAamp DNA血液試劑盒（Qiagen）從患者皮膚滲出液樣品中提取出猴痘病毒的DNA，使用快速條形碼測(cè)序試劑盒（SQK-RBK004）進(jìn)行文庫(kù)制備，并在Oxford Nanopore MinION儀器上進(jìn)行鳥槍宏基因組學(xué)測(cè)序。整個(gè)基因組的平均覆蓋深度約為7倍。隨后，研究人員使用INSaFLU在線平臺(tái)將讀數(shù)映射到密切相關(guān)的參考基因組序列（MN648051.1）162并手動(dòng)檢查基因組序列以驗(yàn)證變異位置。在測(cè)序途中，一旦高深度Illumina數(shù)據(jù)可用，基因組序列將被進(jìn)一步整理。此次公布的基因組序列草圖覆蓋了約92%的參考序列（圖2）。
圖2 基于核心比對(duì)（137668 bp比對(duì)中的955個(gè)變異位置）的系統(tǒng)發(fā)育分析，包括52個(gè)猴痘病毒序列（圖源：[2]）
根據(jù)上面基因進(jìn)化樹分析顯示，分離出來(lái)的病毒與2018年和2019年從尼日利亞傳播到英國(guó)、以色列和新加坡的病毒有密切關(guān)系。論文作者表示，目前測(cè)序還在進(jìn)行中，預(yù)計(jì)很快將獲得高深度的Illumina數(shù)據(jù)。隨著更多病毒基因組測(cè)序完成，相關(guān)數(shù)據(jù)和分析將會(huì)進(jìn)一步更新，這對(duì)于闡明目前正在傳播的病毒的起源和國(guó)際性傳播具有重要意義。
圖3 研究成果（圖源：Virological）
該名比利時(shí)男性患者30歲，曾有葡萄牙里斯本旅居史。5月13日，因肛周丘疹和雙側(cè)腹股溝淋巴結(jié)疼痛性腫大前往ITM性傳播感染診所（ITM STI clinic）就診，隨后其伴侶也出現(xiàn)類似癥狀。經(jīng)過(guò)對(duì)取自病變樣本的初步調(diào)查顯示，該名患者單純皰疹病毒和梅毒螺旋體呈陰性，猴痘病毒呈陽(yáng)性。
隨后，研究者在Oxford Nanopore的minION平臺(tái)上使用非靶向宏基因組學(xué)方法獲得猴痘病毒全基因組序列數(shù)據(jù)，重構(gòu)了98.9%的基因組，平均測(cè)序深度為18.9倍。通過(guò)對(duì)新測(cè)序基因組與此前公開基因組的蛋白質(zhì)編碼區(qū)的核心區(qū)域進(jìn)行快速比對(duì)，研究人員證實(shí)比利時(shí)猴痘病毒基因組（ITM_MPX_1）也屬于猴痘病毒的西非分支。
圖4 猴痘病毒基因進(jìn)化樹（圖源：Virological）
圖5 研究成果（圖源：[3]）
針對(duì)這三份基因測(cè)序草案，英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的演化生物學(xué)家Andrew Rambaut發(fā)表評(píng)論稱，與2018年的英國(guó)UK_P3基因組相比，美國(guó)的MA001和葡萄牙的PT0001的基因組序列擁有許多相同的核苷酸變異。但由于它們都是通過(guò)Nanopore平臺(tái)測(cè)序，所以可能含有系統(tǒng)人工誤差。比利時(shí)的ITM_MPX_1基因組位于這棵進(jìn)化樹如此底部的位置，且在很多有n的位置上與MA001和PT0001有所差異，因此可能與上述進(jìn)化分支存在差異。”
美國(guó)新科學(xué)家（www.newscientist.com）雜志最新評(píng)論說(shuō)，隨著更多不同國(guó)家公布其病毒樣本的基因組測(cè)序結(jié)果，“此次疫情中的所有病例是否由猴痘病毒的單一變體所導(dǎo)致”或能得到解答。
猴痘病毒具有一個(gè)龐大的基因組。對(duì)比冠狀病毒的3萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，猴痘病毒約有20萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，因此要確定這種變體是否有“獨(dú)特之處”并非易事。即使是現(xiàn)在已經(jīng)得到充分研究的新冠病毒，也很難將特定的突變與病毒傳播能力等方面的變化聯(lián)系起來(lái)。未來(lái)還需要科學(xué)家們進(jìn)一步深入研究。
參考資料：
[1]https://virological.org/t/first-draft-genome-sequence-of-monkeypox-virus-associated-with-the-suspected-multi-country-outbreak-may-2022-confirmed-case-in-portugal/799
[2]https://virological.org/t/belgian-case-of-monkeypox-virus-linked-to-outbreak-in-portugal/801
[3]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/2241461119
導(dǎo)語(yǔ)：根據(jù)世界衛(wèi)生組織的最新統(tǒng)計(jì)，截止5月21日，已有12個(gè)非猴痘流行國(guó)家向世衛(wèi)組織報(bào)告了129起猴痘確診病例和28起疑似病例，預(yù)計(jì)全球猴痘確診病例將繼續(xù)增加。此前，世界衛(wèi)生組織表示，猴痘病毒主要包括西非分支和剛果盆地分支這兩種，其中西非分支的致死率較低，感染后的死亡率約為1%，而剛果盆地分支則會(huì)導(dǎo)致10%的死亡率。
盡早確定引起感染的病毒基因組序列有助于更好地了解流行病學(xué)、感染源和傳播模式，從而做到有效防控。截至5月21日，來(lái)自葡萄牙、比利時(shí)、美國(guó)的三個(gè)研究小組分別公布了近期在全球多地暴發(fā)的猴痘疫情中感染者所攜帶病毒基因組序列的初步結(jié)果。三份猴痘病毒的DNA序列初步顯示同源，同屬溫和的西非株系，并且其與2018年和2019年在英國(guó)、新加坡和以色列發(fā)現(xiàn)的猴痘病毒關(guān)系密切。
1 葡萄牙國(guó)家衛(wèi)生研究所公布全球首份基因組測(cè)序結(jié)果（PT0001）
5月19日，葡萄牙已有20多例猴痘實(shí)驗(yàn)室確診病例。研究人員開始對(duì)本土病毒樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，從而確定病毒基因組序列。當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月20日，葡萄牙國(guó)家衛(wèi)生研究所的João Paulo Gomes研究團(tuán)隊(duì)在Virological網(wǎng)站上發(fā)表題為“First draft genome sequence of Monkeypox virus associated with the suspected multi-country outbreak, May 2022”的初稿文章（圖1），文中公布的猴痘病毒的基因組測(cè)序結(jié)果說(shuō)明該病毒屬于較為溫和的西非株系，這是自猴痘病毒爆發(fā)以來(lái)，首份針對(duì)猴痘病毒的基因組測(cè)序結(jié)果。
圖1 研究成果（圖源：[1]）
圖2 基于核心比對(duì)（137668 bp比對(duì)中的955個(gè)變異位置）的系統(tǒng)發(fā)育分析，包括52個(gè)猴痘病毒序列（圖源：[2]）
2 比利時(shí)團(tuán)隊(duì)緊隨其后，公布猴痘病毒基因進(jìn)化樹（ITM_MPX_1）
當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月20日，比利時(shí)安特衛(wèi)普大學(xué)研究人員緊隨其后，在Virological網(wǎng)站公布一份題為“Belgian case of Monkeypox virus linked to outbreak in Portugal”的病毒基因測(cè)序報(bào)告，結(jié)果顯示比利時(shí)猴痘病毒基因組（ITM_MPX_1）也屬于猴痘病毒的西非分支，與最近上傳的葡萄牙疫情基因組關(guān)系最為密切，這進(jìn)一步證明了歐洲已經(jīng)形成大范圍社區(qū)傳播（圖3）。
圖3 研究成果（圖源：Virological）
隨后，研究者在Oxford Nanopore的minION平臺(tái)上使用非靶向宏基因組學(xué)方法獲得猴痘病毒全基因組序列數(shù)據(jù)，重構(gòu)了98.9%的基因組，平均測(cè)序深度為18.9倍。通過(guò)對(duì)新測(cè)序基因組與此前公開基因組的蛋白質(zhì)編碼區(qū)的核心區(qū)域進(jìn)行快速比對(duì)，研究人員證實(shí)比利時(shí)猴痘病毒基因組（ITM_MPX_1）也屬于猴痘病毒的西非分支。
圖4 猴痘病毒基因進(jìn)化樹（圖源：Virological）
3 美國(guó)公布第3份猴痘病毒基因組測(cè)序報(bào)告（MA001）
當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月20日，美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)公布了5月18日在美國(guó)馬塞諸塞州確診的猴痘患者所攜帶病毒的基因測(cè)序結(jié)果，初步顯示同屬于溫和的西非株系。該項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果暫未公開發(fā)表，目前僅公布于國(guó)家醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)圖書館的數(shù)據(jù)庫(kù)中[3]。圖5 研究成果（圖源：[3]）
美國(guó)新科學(xué)家（www.newscientist.com）雜志最新評(píng)論說(shuō)，隨著更多不同國(guó)家公布其病毒樣本的基因組測(cè)序結(jié)果，“此次疫情中的所有病例是否由猴痘病毒的單一變體所導(dǎo)致”或能得到解答。
猴痘病毒具有一個(gè)龐大的基因組。對(duì)比冠狀病毒的3萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，猴痘病毒約有20萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，因此要確定這種變體是否有“獨(dú)特之處”并非易事。即使是現(xiàn)在已經(jīng)得到充分研究的新冠病毒，也很難將特定的突變與病毒傳播能力等方面的變化聯(lián)系起來(lái)。未來(lái)還需要科學(xué)家們進(jìn)一步深入研究。
參考資料：
[1]https://virological.org/t/first-draft-genome-sequence-of-monkeypox-virus-associated-with-the-suspected-multi-country-outbreak-may-2022-confirmed-case-in-portugal/799
[2]https://virological.org/t/belgian-case-of-monkeypox-virus-linked-to-outbreak-in-portugal/801
[3]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/2241461119
