شناسایی ویروس‌های خفاش، عفونت همزمان، سرریز و خطر ظهور چندین ویروس مشترک بین انسان و دام را نشان می‌دهد.

در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور پیش چاپ، محققان ویروس های آلوده کننده پستانداران را در 149 خفاش، که نماینده شش جنس و 15 گونه بودند، مشخص کردند که از استان یوننان، چین با استفاده از یک رویکرد متا رونویسی بی طرفانه نمونه برداری شد.

زمینه

در مقایسه با سایر پستانداران، خفاش ها، متعلق به راسته Chiroptera، میزبان چندین گونه ویروس است. آنها مخازن طبیعی حیوانات برای بسیاری از ویروس های نوظهور هستند که پستانداران، به ویژه انسان را آلوده می کنند. بنابراین، کاوش در تنوع ویروسی در خفاش ها می تواند به شناسایی وقایع بالقوه سرریز مشترک بین انسان و دام کمک کند.

مهم‌تر از آن، مطالعه ویروس‌های خفاش می‌تواند به محققان در درک میزان عفونت‌های همزمان ویروسی و فراوانی سرریز ویروس‌ها در خفاش‌ها کمک کند، که به نوبه خود، تنوع ویروس را در این گونه‌ها تعیین و هدایت می‌کند.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان نمونه‌های راست روده را از 149 خفاش بین سال‌های 2015 تا 2019 برای استخراج اسید ریبونوکلئیک (RNA) و توالی‌یابی متا رونویسی جمع‌آوری کردند. آنها از RNA های غیر ریبوزومی (rRNA) برای جمع آوری کانتیگ ها استفاده کردند از نو و از آنهایی که به عنوان ویروس برای توصیف ویروس استفاده می شود استفاده کرد. سپس، محققان بار ویروس و تعداد گونه‌های ویروس را برای هر خفاش تعیین کردند. قابل ذکر است، آنها فقط خفاش هایی با بیش از یک خواندن در هر میلیون خوانده شده (بار ویروسی بالا) را به عنوان موارد مثبت واقعی در نظر گرفتند. در نهایت، آنها از رگرسیون پواسون برای تخمین اثر جنس های میزبان بر تعداد گونه های ویروس شناسایی شده در این خفاش ها استفاده کردند.

یافته های مطالعه

توالی متا رونویسی، به طور متوسط، 41،789،834 خواندن غیر rRNA تمیز برای هر حیوان، که از آن آنها می تواند 1،048،576 contigs جمع آوری کرد. از نو. از این تعداد، آنها از 36029 contig برای توصیف ویروم استفاده کردند. محققان 41 گونه ویروس آلوده کننده پستانداران متعلق به 11 خانواده را شناسایی کردند که از این تعداد 32 گونه ویروس RNA بودند. شیوع بالاترین در مورد بود Reoviridae خانواده و به دنبال آن Picornaviridae و Coronaviridae خانواده ها به ترتیب در 27.5%، 12.1% و 8.7% از حیوانات نمونه گیری شده حضور داشتند. خانواده‌های ویروس دیگر در گونه‌های خفاش نمونه‌برداری شده کمتر شایع بودند، یعنی ≤4%.

میزان مثبت بودن ویروس خفاش‌های نمونه 47 درصد بود که تنها 70 خفاش از 149 خفاش برای حداقل یک گونه ویروس مثبت بودند. تقریباً یک سوم از 70 خفاش ویروسی مثبت بیش از یک گونه ویروسی آلوده بودند، البته تعداد گونه‌های ویروس در هر گونه خفاش نابرابر بود. برای مثال، خفاش‌های Rhinolophus گونه‌های ویروس بیشتری را به ازای هر حیوان حمل می‌کردند، در حالی که خفاش‌های Aselliscus تعداد بسیار کمتری را حمل می‌کردند. به طرز جالبی، گونه های مختلف خفاش دارای 12 گونه ویروس مشترک بودند که چهار، سه، سه، یک و یک گونه متعلق به خانواده ها بودند. Coronaviridae، Reoviridae، Picornaviridae، Parvoviridae، و پلیوماویریده، به ترتیب، افزایش امکانات شاخص جهش.

مشاهده فراوانی بالای آلودگی همزمان ویروس و سرریز گونه‌ها در میان گونه‌های خفاش شرایطی را ایجاد می‌کند که ترکیب مجدد و دسته‌بندی مجدد ویروس را تسهیل می‌کند. محققان پنج گونه ویروسی را شناسایی کردند که احتمالاً برای انسان بیماری زا هستند، از جمله یک کروناویروس نوترکیب شبیه SARS (CoV). این ویروس شباهت زیادی به سندرم حاد تنفسی کرونا 2 (SARS-CoV-2) و SARS-CoV دارد، با تنها پنج تفاوت اسید آمینه بین توالی های دامنه اتصال گیرنده (RBD) آن و سویه اجدادی SARS-CoV-2. این تحلیل عملکردی پیش‌بینی می‌کند که این CoV نوترکیب می‌تواند در معرض خطر بالای مشترک بین انسان و دام باشد.

خانواده خفاش ها Hipposideridae و راینولوفیدها دو گونه ویروس مشترک با گسترده ترین طیف، روتا ویروس A نوع 1 (RVA1) و ارتورئوویروس پستانداران (MRV). ده گونه ویروسی باقی‌مانده فقط در میان حیواناتی از همان جنس مشترک بودند، به جز ویروس کرونای خفاش HKU10 و روتاویروس BtSY1 مانند RVJ خفاش. آزمایش‌های جزئی Mantel نشان داد که خفاش‌های بیشتر از نظر فیلوژنتیکی یا از نظر جغرافیایی نزدیک، ترکیب‌های ویروسی مشابه بیشتری داشتند و گونه‌های ویروسی مشترک بیشتری داشتند. به عنوان مثال، ویروم های راینولوفوس یا هیپوسیدروس خفاش ها دو ماژول شبکه را تشکیل دادند که در آن افراد در یک جنس ویروس های بیشتری را نسبت به افراد از جنس های مختلف به اشتراک گذاشتند. تجزیه و تحلیل رگرسیون پواسون پس از کنترل اثر مخدوش کننده تاریخ نمونه گیری، همین ارتباط را نشان داد.

تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک گونه های ویروسی نگران کننده را شناسایی کرد Coronaviridae و Reoviridae خانواده ها به ترتیب با سه و دو گونه. شایان ذکر است، محققان این ویروس‌ها را در بیش از یک گونه خفاش شناسایی کردند و شیوع آن‌ها بالا بود، به‌ویژه ارتورئوویروس پستانداران و روتاویروس نوع 1.

تجزیه و تحلیل فیلوژنتیکی با استفاده از پروتئین RNA پلیمراز وابسته به RNA (RdRp) حفظ شده نشان داد که هر دو ویروس شبه SARS خفاش BtSY1 و BtSY2 متعلق به زیرجنس Sarbecovirus ویروس‌های بتاکورونا هستند که دارای هویت نوکلئوتیدی بیش از 90٪ با SARS-CoV انسانی هستند. قابل‌توجه، دامنه N ترمینال، دامنه اتصال گیرنده و ژن‌های نوکلئوکپسید ویروس شبه SARS خفاش BtSY2 بیشتر با سویه ووهان-هو-1 اولیه SARS-CoV-2 مرتبط بود که نشان دهنده سابقه نوترکیبی است. این مطالعه همچنین 28 گونه ویروسی جدید را کشف کرد که پستانداران را آلوده می‌کنند که هشت، پنج، چهار و سه ویروس متعلق به پستانداران هستند. Picornaviridae، Astroviridae، Parvoviridae، و Caliciviridae، به ترتیب.

نتیجه گیری

محققان به فراوانی غیرمنتظره بالایی از عفونت همزمان اشاره کردند که تقریباً یک سوم خفاش‌های ویروس مثبت به طور همزمان توسط دو یا چند ویروس آلوده می‌شوند. در واقع، انتقال بین گونه ای و عفونت همزمان ویروس های خفاش رایج است و پیامدهایی برای ظهور ویروس دارد.

علاوه بر این، یافته‌های مطالعه نشان می‌دهد که ترکیب مجدد و دسته‌بندی مجدد به احتمال زیاد در خفاش‌های منفرد اتفاق می‌افتد، که به نوبه خود ممکن است ظهور ویروس‌های مشترک بین انسان و دام را تسهیل کند. علاوه بر این، سرریز مکرر ویروس در میان خفاش‌هایی که از نظر فیلوژنتیکی مرتبط هستند یا از نظر فضایی در هم قرار دارند، فرصتی را برای تبادل ویروس‌های گونه‌های مختلف خفاش فراهم می‌کند و تنوع ژنتیکی ویروس‌های در گردش را بیشتر گسترش می‌دهد.

*تذکر مهم

bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت در نظر گرفته شوند.