蝙蝠星狀病毒在人獸共患潛力上的研究進(jìn)展

何 洋向 蓉向 華陳 晶

星狀病毒屬星狀病毒科，分為禽星狀病毒屬和哺乳動(dòng)物星狀病毒屬。研究發(fā)現(xiàn)星狀病毒存在于多種動(dòng)物體內(nèi)，包括蝙蝠、貓、犬、雞、鴨、野鳥、豬、綿羊、小鼠和牛，并且首次報(bào)道了雀形目動(dòng)物、單峰駱駝、牦牛、鼩鼱和鼠兔的感染[1]。其感染可引起人和多種動(dòng)物的腸胃炎，也有研究表明星狀病毒與部分動(dòng)物的肝炎和腎炎有關(guān)，而最近研究顯示星狀病毒可引發(fā)禽的發(fā)育遲緩綜合癥和痛風(fēng)[2-3]。目前研究發(fā)現(xiàn)星狀病毒的分布具有廣泛的地域性，而蝙蝠作為唯一能夠飛行的哺乳動(dòng)物，其攜帶的星狀病毒更顯示出廣泛的分布。自2008年以來，已在越來越多的地區(qū)發(fā)現(xiàn)不同種類蝙蝠攜帶星狀病毒，研究中揭示了蝙蝠星狀病毒(Bat astrovirus,BatAstV)遺傳的多樣性，并發(fā)現(xiàn)一些BatAstV形成新的進(jìn)化簇，而這些存在是否帶有人獸共患的能力還有待進(jìn)一步研究。本文就近年來蝙蝠中星狀病毒相關(guān)研究及星狀病毒中存在的人獸共患潛力進(jìn)行綜述，為后續(xù)BatAstV的研究提供參考。

1 蝙蝠星狀病毒

蝙蝠星狀病毒的基因組BatAstV基因組為小于7 000 nt的單股正鏈RNA病毒，編碼ORF1a、ORF1b和ORF2 3個(gè)依次相連的開放閱讀框，且可存在部分重疊區(qū)域。ORF1a和ORF1b編碼病毒復(fù)制必需的非結(jié)構(gòu)蛋白，它們之間的移碼允許ORF 1同時(shí)編碼蛋白酶和RNA依賴RNA聚合酶(RNA—dependent RNApolymerase，RDRP)。ORF 2編碼病毒衣殼蛋白，且在構(gòu)建載體克隆ORF2中可進(jìn)行體外病毒樣顆粒的組裝[4]。

蝙蝠星狀病毒在全球的流行情況自2008年以來，全球有不少地區(qū)做了對蝙蝠星狀病毒流行情況調(diào)查，在諸多研究中有不少新的星狀病毒的發(fā)現(xiàn)，顯現(xiàn)出BatAstV極高的遺傳多樣性。2008年Chu DKW等[5]在香港對9個(gè)種類蝙蝠進(jìn)行捕抓并通過直腸和咽喉拭子采樣進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)9個(gè)種類的蝙蝠有7種攜帶星狀病毒，總體感染率達(dá)46%(116/262)，直腸采樣星狀陽性率遠(yuǎn)大于咽喉采樣陽性率，且咽喉采樣顯示陽性的蝙蝠幾乎都來自直腸采樣的陽性蝙蝠，同時(shí)也說明了星狀病毒在蝙蝠上傳播主要方式是排泄物傳播[5]。同時(shí)通過對77個(gè)BatAstV基因序列的分析發(fā)現(xiàn)其中的72個(gè)基因共同組成新的星狀病毒組，且發(fā)現(xiàn)2個(gè)基因在系統(tǒng)發(fā)育上與人類星狀病毒(Human astrovirus, HAstV)相關(guān)[5]，與之類似的是Xiao J等[7]的研究中檢測出5種BatAstV在系統(tǒng)發(fā)育上與人、水貂以及綿羊的星狀病毒相關(guān)；Fischer K等[12]的研究中檢測到2個(gè)BatAstV的序列，一個(gè)與狐貍星狀病毒相似度最高，另一個(gè)與HAstV緊密聯(lián)系；Lacroix A等[13]的研究中檢測到3種BatAstV對比蹄類和豪豬的星狀病毒存在較高的氨基酸相似性，且有另外2個(gè)序列與小鼠星狀病毒發(fā)生聚集；同樣在Han HJ等[16]研究中有3個(gè)序列分別與豬、小鼠、大鼠星狀病毒發(fā)生聚集。2009年Zhu H C等[6]為了進(jìn)一步了解中國更多地區(qū)BatAstV的流行情況，對來自各個(gè)自然棲息地的20種蝙蝠進(jìn)行肛門拭子采樣。檢測結(jié)果分析顯示BatAstV陽性率為44.8%，并發(fā)現(xiàn)不同采樣點(diǎn)之間的檢測結(jié)果并沒有明顯的差異，但Xiao J等在研究提出不同采樣點(diǎn)對于同種蝙蝠的星狀病毒檢測陽性率存在較大差異。Zhu HC等[7]同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同種類蝙蝠之間的檢測陽性率有著顯著的不同，其中陽性率最高的為93%，與其他種類的陽性率之間存在較大跨度，之后在Hu B[10]等人的研究中也證實(shí)了這一點(diǎn)。 Zhu HC等而后通過系統(tǒng)發(fā)育樹的建立揭示了星狀病毒遺傳的多樣性，并根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹分支分組檢測到的星狀病毒，發(fā)現(xiàn)不同組星狀病毒之間有不同程度的宿主限制，有些病毒只在特定屬的蝙蝠中發(fā)現(xiàn)，而有些病毒存在于諸多蝙蝠屬[6]，同樣發(fā)現(xiàn)在Hu B等、Lacroix A等和Han HJ等人研究中提到。2011年Xiao J等為了進(jìn)一步了解BatAstV的遺傳發(fā)育信息，對華南地區(qū)的9種蝙蝠進(jìn)行了檢測分析，結(jié)果顯示BatAstV的陽性率只有9%，陽性率最高的為長翼蝠，這一結(jié)果與支持了Chu D K W等在同一種類蝙蝠高檢出率的結(jié)果[7]。2012-2013年Kemenesi G等[8-9]對匈牙利BatAstV基因序列分析，發(fā)現(xiàn)部分BatAstV形成新的系統(tǒng)發(fā)育分支，更加證明了星狀病毒遺傳的多樣性。2014年Hu B等[10]對2008-2012年間采集的蝙蝠肛門拭子樣本進(jìn)行檢測，并在3個(gè)蝙蝠物種中首次檢測到星狀病毒，同時(shí)研究中來自6個(gè)蝙蝠物種7個(gè)樣本均出現(xiàn)了多種星狀病毒共感染的現(xiàn)象。Dufkova L[11]等對于捷克共和國采集樣本的檢測，也在另外6個(gè)蝙蝠物種中首次檢測到星狀病毒，并通過系統(tǒng)發(fā)育樹分析檢測到的星狀病毒，發(fā)現(xiàn)除一特例外，其他在系統(tǒng)發(fā)育上屬同一組。2016年Fischer K等[12]為了更好地理解BatAstV的傳播動(dòng)向，對德國部分地區(qū)的蝙蝠進(jìn)行檢測，分析得出來自不同地區(qū)相同種類蝙蝠的星狀病毒序列相似性遠(yuǎn)大于在相同地區(qū)不同種類蝙蝠之間星狀病毒序列相似性。同年，Lacroix A等[13]填補(bǔ)了BatAstV在老撾和柬埔寨流行情況的空缺，并通過系統(tǒng)發(fā)育分析顯現(xiàn)出BatAstV不同程度的宿主限制及序列分析顯示高相似于其他哺乳動(dòng)物的結(jié)果，再次豐富了關(guān)于BatAstV的研究。之后Rougeron V[14]等在中非對BatAstV病毒的檢測分析發(fā)現(xiàn)檢測為陽性44 個(gè)樣品來自五個(gè)蝙蝠物種，并且其中的43個(gè)序列聚集于被認(rèn)為有宿主限制的4個(gè)BatAstV組中，研究揭示了星狀病毒遺傳多樣性和低宿主限制性。而2017年Halczok TK等[15]研究分析表明檢測到的星狀病毒聚集為3組，并分別對應(yīng)3個(gè)采樣點(diǎn)。借此得出星狀病毒主要在局限范圍內(nèi)宿主間傳播的結(jié)論，同時(shí)認(rèn)為不同區(qū)域間高相似度序列的出現(xiàn)是偶然發(fā)生跨區(qū)域傳播的結(jié)果。而后，Han HJ等[16]在相同時(shí)間同個(gè)采樣點(diǎn)對兩種蝙蝠采樣檢測結(jié)果顯示，在其中一種存在陽性結(jié)果情況下，另一種為全陰性，并未觀察到跨物種傳播的現(xiàn)象，但檢測中同時(shí)存在與其他動(dòng)物星狀病毒發(fā)生聚集的BatAstV序列，可見關(guān)于星狀病毒跨物種傳播的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。同年，Seltmann A[17]等在對人類改造的熱帶雨林中的蝙蝠進(jìn)行星狀病毒檢測發(fā)現(xiàn)，相對旱季，雨季剛開始時(shí)星狀病毒的檢出率明顯偏高，同時(shí)提到體弱的蝙蝠更容易脫落病毒。而Mendenhall I H等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，相對成年蝙蝠，幼年的蝙蝠中星狀病毒的檢出率明顯增高。2018年Amoroso MG等[19]研究中再次顯示出星狀病毒遺傳的多樣性，檢測到的星狀病毒同一性各異，并在系統(tǒng)發(fā)育上各自與前人研究中的星狀病毒發(fā)生聚集。同年，Hoarau F等[20]在莫桑比克的蝙蝠進(jìn)行星狀病毒的檢測，在馬約特島收集的79份樣品檢測結(jié)果都為陰性，其中暗含著BatAstV怎樣的傳播關(guān)系還有待挖掘。

星狀病毒在2009版的ICTV報(bào)告只有6種，包括1種蝙蝠星狀病毒，2011版增加到了19種，而蝙蝠星狀病毒占了7種[21]，在2017年ICTV發(fā)布的星狀病毒數(shù)據(jù)中，蝙蝠的星狀病毒就達(dá)到了13種[22]，這說明蝙蝠病毒發(fā)現(xiàn)的速度之快，感染蝙蝠病毒的種類之多。

2 星狀病毒人獸共患潛力

星狀病毒相關(guān)的疾病自1975年Appleton H和Higgins P G[23]在患腸胃炎嬰兒糞便中發(fā)現(xiàn)星狀病毒以來，就不斷有星狀病毒導(dǎo)致胃腸炎的報(bào)導(dǎo)，其中包括人類、羔羊、火雞、豬、水貂、獵豹。而后來的研究發(fā)現(xiàn)星狀病毒還和其他疾病相關(guān)，比如鴨的肝炎[24]、雞的白雞綜合癥和發(fā)育遲緩綜合征[2,25]、牛和羊的腦炎[26-27]、雛鵝的痛風(fēng)[3]。

星狀病毒的多樣性自星狀病毒在人類糞便中被發(fā)現(xiàn)以來，陸續(xù)在蝙蝠、貓、犬、雞、鴨、鵝、野鳥、豬、綿羊、小鼠、牛、水牛、單峰駱駝、牦牛、獵豹、鼩鼱和鼠兔中被發(fā)現(xiàn)，這些星狀病毒在系統(tǒng)發(fā)育上形成多個(gè)分支，并且感染名單有繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢，意味著分支也將隨之豐富。而在這些感染的物種中，又不斷有新的星狀病毒的發(fā)現(xiàn)，比如Farkas T等[28]研究中的小鼠星狀病毒、Liao Q等[29]研究中的鴨星狀病毒、Wan CH等[30]研究中的鵝星狀病毒、Guan TP等[31]研究中的牛星狀病毒?？梢?，星狀病毒宿主廣泛性和基因多樣性造就了其本身的多樣性。

星狀病毒跨物種的可能星狀病毒的多樣性中伴隨著基因重組，而一些重組事件揭示了其跨物種傳播的可能性。星狀病毒的基因重組除發(fā)生在蝙蝠外，也在其他很多動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)。比如Rivera R等[32]利用重組分析發(fā)現(xiàn)，人類和加利福尼亞海獅星狀病毒之間可能已發(fā)生重組，2個(gè)譜系可能在將來的某一點(diǎn)上能夠感染同一宿主；Lau SK等[33]報(bào)道了一株完整的貓星狀病毒(FASTV2)，序列分析表明，F(xiàn)ASTV2是一種與人類星狀病毒密切相關(guān)的新的FASTV基因型；豬星狀病毒1-3的序列分析發(fā)現(xiàn)，其與水貂星狀病毒和HAstV聯(lián)系相對于與其他豬星狀病毒更加密切[34]；而HAstV中的MLB和HMO進(jìn)化支也表現(xiàn)出與動(dòng)物星狀病毒有著更高相關(guān)性[35]；后續(xù)也有很多研究檢測到的一些星狀病毒與其他動(dòng)物星狀病毒有更高的相關(guān)性。更加值得關(guān)注的是，Karlsson EA等[36]在非人類靈長類動(dòng)物糞便中檢測到HAstV。雖以上這些研究中只有少部分的星狀病毒表現(xiàn)出跨物種的可能，但無一不挑戰(zhàn)星狀病毒感染具有物種特異性的觀點(diǎn)，而其中一些更是表現(xiàn)出人獸共患的潛力。

3 結(jié) 語

綜上所述，各地BatAstV檢測顯示出其分布的廣泛性，而在不久前我們對蝙蝠病毒進(jìn)行宏基因組分析的時(shí)候也發(fā)現(xiàn)星狀病毒的存在。分布廣泛性增加了病毒與其他動(dòng)物接觸的可能，而在不少研究中提到BatAstV不同程度的宿主限制及與其他物種星狀病毒發(fā)生聚類，其中低宿主限制性的存在結(jié)合病毒重組聚類的多樣性，極大程度地提升了BatAstV傳播能力，意味著其可能在某個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行跨物種傳播。而其脫落機(jī)制及傳播動(dòng)向雖研究尚少，但對評(píng)估其傳播潛力有著很大的幫助。雖然蝙蝠受星狀病毒感染并不引發(fā)臨床癥狀，但作為感染多宿主的病毒，其能引發(fā)其他動(dòng)物相關(guān)的一些疾病，雖之前認(rèn)為星狀病毒的感染具有物種特異性，疾病的傳播也受之限制，但越來越多的證據(jù)證明其有跨物種傳播的可能并有人獸共患的潛力，這表明我們應(yīng)該更加重視對于星狀病毒的研究。