海南岛翼手目及其他小型哺乳动物携带病毒的病毒组学研究
批准号：
32060015
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
34.0 万元
负责人：
杜江
依托单位：
学科分类：
微生物多样性、分类与系统发育
结题年份：
2024
批准年份：
2020
项目状态：
已结题
项目参与者：
杜江
项目摘要
结项摘要
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中文摘要
动物源性病毒引起的人类新发突发传染病与动物宿主携带病毒的遗传多样性、分子进化和变异特征紧密相关。因此，基于病毒组学的基础数据，研究病毒的进化和变异规律，对动物源性病毒的检测和新发突发传染病的防控尤为重要。在前期的工作中，我们对海南岛部分地区的中华菊头蝠、褐家鼠等小型哺乳动物拭子样品进行了病毒组学研究，结果提示其携带病毒具有丰富的多样性。蝙蝠是很多引起人类严重疾病病毒的自然储存宿主，海南岛具有丰富而独特的野生动物资源这一特点，增加了蝙蝠携带病毒跨物种传播给其他野生动物和人的风险，增大了人兽共患病爆发的几率。本研究旨在全面采集海南岛不同地域、不同种类的蝙蝠、竹鼠和果子狸等小型哺乳动物拭子样品，利用新一代测序技术研究其携带病毒的病毒谱，以及重要病毒的遗传进化特征和基因组结构，推测潜在的病毒跨物种传播的可能性，在此基础上系统的建立重要病毒的检测方法，为动物源性传染病的诊断和溯源提供重要的本底数据。
英文摘要
Emerging infectious diseases (EIDs) caused by animal origin viruses are closely related to the genetic diversity, molecular evolution and mutation characteristics of those viruses carried by animal hosts. Therefore, based on the basic data of viral community present in animals, studying the evolution and variation of viruses is essential for the detection of animal origin viruses and the prevention and control of animal origin EIDs. In our previous study, we collected both pharyngeal and anal swab samples of small mammals such as Rhinolophus sinicus and Rattus norvegicus from parts of Hainan Island and conducted viromics studies on them. The results indicated that these samples contained rich diverse viruses. Bats are the natural reservoir of many viruses that cause serious human diseases. Hainan Island has abundant and unique wild animal resources, which increases the risk of cross-species transmission of bat virus to other wild animals and humans, increases the chance of outbreak of zoonotic. In this study, we aim to collect the swab samples of different species of small mammals such as bats, bamboo rat and civet cat from different parts of Hainan Island, and use next-generation sequencing technology to study the virus spectrum of these mammals as well as the genetic evolution characteristics and genome structure of important viruses. Besides, we plan to speculate the potential possibility of cross-species transmission of viruses. Furthermore, we will systematically establish important virus detection methods to provide important background data for the diagnosis and traceability of animal origin EIDs.
本项目在海南省多个采样点（包括海口市、三亚市等11个市县及自然保护区）采集了啮齿目、翼手目以及海洋哺乳动物的呼吸道和消化道拭子样本及蜱虫样本，共计3754份。样品存储采用-80°C低温冷冻保存，并分装以确保完整性和重复性。在项目支持下，建立了海南地区小型哺乳动物和媒介生物样品资源库，作为区域性病毒监测与研究的重要平台。资源库实现信息数字化存储和检索，涵盖采样时间、地点、动物种类、生境及健康状况等详细数据，支持多维度的查询与分析。基于动物种类和采样地域对样品分组后，选取具有代表性的样本进行混合处理，合成78个pool样品，用于病毒组学研究。通过优化高通量宏基因组测序平台和生物信息学工具（包括序列组装、病毒分类及功能注释），对78个pool样品开展宏基因组学测序，生成407.2G高质量数据，包含4,066,473,668条150bp的有效读长序列。比对分析鉴定出12517269条病毒相关序列，涵盖多种重要的哺乳动物病毒科，包括细小病毒科（Parvoviridae）、冠状病毒科（Coronaviridae）、星状病毒科（Astroviridae）、黄病毒科（Flaviviridae）、披膜病毒科（Togaviridae）及动脉炎病毒科（Arteriviridae）。研究发现，海南中华菊头蝠中首次鉴定到冠状病毒科的猪急性腹泻综合征相关冠状病毒（SADS-related CoV），以及黄病毒科的牛病毒性腹泻病毒（BVDV）。农村和城区周边鼠类携带的病毒与已知病原体显示较高同源性，进化关系一致；而尖峰岭和邦溪等自然保护区野生鼠类携带的瘟病毒和博卡病毒等，与已知病毒同源性较低，建议为新种，并且这些鼠类此前未被报道为这些病毒的宿主。为验证初步鉴定的病毒，本项目通过PCR扩增、病毒分离及基因组全长测序等手段，结合系统进化分析，明确了病毒在不同宿主间的分化路径，识别关键进化点与潜在跨物种传播事件。研究揭示了病毒适应新宿主的遗传基础及环境驱动因素，丰富了对病毒进化动力学和宿主适应能力的认识，为预测新发病毒的潜在风险提供了科学依据。本项目已发表7篇SCI学术论文，研究成果为病毒多样性与跨物种传播机制的探索提供了重要支撑，同时为海南地区的公共卫生风险评估和病毒监测策略提供了重要依据。
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