前沿速遞!南方醫科大學張其威教授研究組發表腺病毒最新研究成果
近日,病毒學國際學術期刊《Viruses》在線發表了香港大學醫學院微生物系、南方醫科大學張其威教授研究組、美國喬治梅森大學系統生物學院合作的關於腺病毒的最新研究結果:A Survey of Recent Adenoviral Respiratory Pathogens in Hong Kong Reveals Emergent and Recombinant Human Adenovirus Type 4 (HAdV-E4) Circulating in Civilian Populations。
人4型腺病毒(HAdV-E4)是一種引起美國軍隊士兵急性呼吸道疾病的病原體,在普通人群中很少發現感染。該腺病毒的基因組與黑猩猩腺病毒26型同源性最高,而與其它人腺病毒基因組同源性較低,提示該病毒可能發生了跨物種的傳播。研究組對近年來香港兒童流感樣疾病的分子流行病學調查結果顯示,普通人群中開始出現越來越多的人4型腺病毒,這些「新」的HAdV-E4病原體基因組的末端反轉重複序列(ITR)中均含有宿主轉錄因子結合關鍵基序Nuclear Factor I(NF-I),而美國軍隊中流行的「舊」的原型樣的人4型腺病毒,基因組中均缺少NF-I。NF-1存在於所有人呼吸道腺病毒的ITR中,是人腺病毒在人細胞內複製必不可少的原件。
該發現表明,近年來新出現的HAdV-E4發生了基因組重組,獲得了人腺病毒的NF-I原件,在普通人群中顯示出越來越強的宿主適應能力。這些新型的來源於黑猩猩的人4型腺病毒的發現,預示可能會出現更多的HAdV-E4在普通人群中的感染和暴發;臨床醫生應特別注意在普通人群中是否出現這種新的重組的人4型腺病毒。
ITR含有重要的保守的DNA複製基序,包括人轉錄因子結合位點NF-1,有利於病毒的複製和生長。10株HAdV-E4香港分離株(Figure1:紅色)均含有這種適宜在人宿主細胞中複製的人呼吸道腺病毒ITR(黃色),特別是NF-1識別和結合位點。而猴腺病毒(SAdV)ITRs(紫色)以及「舊」的HAdV-E4流行株(綠色)則全部缺少這一基序,只含有Core Origin和NF-III基序。NF-I基序的缺失可能限制了「舊」的HAdV-E4在普通人群中的流行,而NF-I基序的獲得,使得「新」的HAdV-E4可能更好的適應在人類宿主細胞中複製。
進一步對所有的人腺病毒和猴腺病毒代表株的ITR核苷酸序列的進化分析結果表明,「新」出現的適應人類宿主的HAdV-E4流行株(藍色),包括1株香港分離株(紅色),均與人呼吸道B組腺病毒(黃色)進化距離較近,而原型樣的HAdV-E4流行株(綠色;軍隊流行)和猴腺病毒(SAdV)(紫色)的進化距離更近(Figure 2),這進一步驗證了在普通人群中流行的HAdV-E4的ITR可能與人B組呼吸道腺病毒(HAdV-B3,-B7,-B14,-B21等)發生了重組,獲得了人腺病毒ITR的關鍵基序。
Figure 1. Human adenovirus Inverted Terminal Repeats (116–209 bases) embed replication protein binding motifs within 88 bases.
Figure 2. Phylogeny of select HAdV and SAdV ITRs.
ABSTRACT
Human adenovirus type 4 (HAdV-E4), which is intriguingly limited to military populations, causes acute respiratory disease with demonstrated morbidity and mortality implications. This respiratory pathogen contains genome identity with chimpanzee adenoviruses, indicating zoonotic origins. A signature of these 「old」 HAdV-E4 is the absence of a critical replication motif, NF-I, which is found in all HAdV respiratory pathogens and most HAdVs. However, our recent survey of flu-like disease in children in Hong Kong reveals that the emergent HAdV-E4 pathogens circulating in civilian populations contain NF-I, indicating recombination and reflecting host-adaptation that enables the 「new」 HAdV-E4 to replicate more efficiently in human cells and foretells more potential HAdV-E4 outbreaks in immune-na?ve civilian populations. Special attention should be paid by clinicians to this emergent and recombinant HAdV-E4 circulating in civilian populations.
附文獻信息
Jing Zhang, June Kang, Shoaleh Dehghan, et al. A Survey of Recent Adenoviral Respiratory Pathogens in Hong Kong Reveals Emergent and Recombinant Human Adenovirus Type 4 (HAdV-E4) Circulating in Civilian Populations.Viruses,2019, 11(2):129.
DOI:10.3390/v11020129
Web:https://www.mdpi.com/1999-4915/11/2/129
本期編輯:hantavirus
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