猴痘疫情再次引關(guān)注，世衛(wèi)組織宣布其為“國(guó)際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件”。非洲至少16國(guó)家受影響，病例激增。猴痘病毒可致皮疹、發(fā)熱等，嚴(yán)重可致命。以往猴痘病毒作為一種人畜共患病，通過(guò)與宿主嚙齒類(lèi)動(dòng)物接觸傳播，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)猴痘病毒變異，適應(yīng)了新的傳播方式。
近來(lái)，一篇科學(xué)研究探討了猴痘演變的原因，分析了2017-2022年間猴痘病毒基因組的突變模式，并指出由APOBEC3脫氨酶介導(dǎo)的基因編輯作為其突變的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)。
1.猴痘病毒的傳播歷史
傳統(tǒng)上，猴痘病毒被認(rèn)為是一種在西非和中非地區(qū)通過(guò)嚙齒動(dòng)物傳播的人畜共患病。然而，自2016年起，猴痘病毒可能已經(jīng)在人類(lèi)中持續(xù)傳播。
2.APOBEC3脫氨酶的作用
從圖1可以看出， C→T和G→A突變的七聚體發(fā)生在整個(gè)進(jìn)化枝IIb系統(tǒng)發(fā)育中，表明這是TC→TT和GA→AA型apobec3型二聚體突變的特異性富集。與mpxv多樣性的其余部分相比，在2017年至2022年取樣的基因組中，TC和GA靶點(diǎn)明顯富集。
由于進(jìn)化速度比預(yù)期的高得多，具體來(lái)說(shuō)，這種變化似乎是一種特殊類(lèi)型——從TC→TT或其反向補(bǔ)體GA→AA的二核苷酸變化。這種特殊的突變是APOBEC3(載脂蛋白B mRNA編輯酶，催化多肽3)胞嘧啶脫氨酶家族作用的特征。
因此研究發(fā)現(xiàn)自2017年以來(lái)猴痘病毒的突變主要是由APOBEC3脫氨酶介導(dǎo)的，這種突變模式顯示了病毒在人類(lèi)中的持續(xù)傳播。
圖 1
3.病毒基因組的突變分析
2022年在擁有歷史宿主的國(guó)家以外的地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最初人類(lèi)病例的測(cè)序顯示，這些病例與先前采樣的最近已知的MPXV有42個(gè)核苷酸差異。表明猴痘病毒在2017至2022年間積累了大量突變，這些突變的發(fā)生頻率遠(yuǎn)高于雙鏈DNA病毒的正常進(jìn)化速率，表明了APOBEC3脫氨酶對(duì)病毒基因組的影響。
但APOBEC3能夠作為自然選擇可以作用的遺傳變異產(chǎn)生的突變受到嚴(yán)重限制。因?yàn)檫@些突變發(fā)生的位置有限，以及它們可能導(dǎo)致的氨基酸變化有限，所以升高的速率不一定會(huì)促進(jìn)病毒的適應(yīng)。
自人類(lèi)MPXV出現(xiàn)和傳播以來(lái)，apobec3型突變的線性積累。圖2列出了 APOBEC3和非APOBEC3突變的組合對(duì)比，其升高的時(shí)間信號(hào)是APOBEC3數(shù)據(jù)所特有的。
圖 2
4.公共衛(wèi)生的影響
研究表明，目前猴痘病毒的傳播不再局限于已知的地方性動(dòng)物宿主，未來(lái)的公共衛(wèi)生應(yīng)關(guān)注全球范圍內(nèi)的猴痘病毒監(jiān)測(cè)，以防止進(jìn)一步的疫情擴(kuò)散。
結(jié)論：本研究對(duì)MPXV進(jìn)行進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，MPOX病毒近年來(lái)進(jìn)化速度遠(yuǎn)超預(yù)期，病例激增，還在人類(lèi)中分為幾個(gè)譜系，顯示出了更多了突變。而突變的驅(qū)動(dòng)力是源于APOBEC暴露和持續(xù)的人際傳播，刷新了我們對(duì)人畜共患病的新認(rèn)識(shí)。
參考文獻(xiàn)：O'Toole á, Neher RA, Ndodo N, et al. APOBEC3 deaminase editing in mpox virus as evidence for sustained human transmission since at least 2016. Science. 2023;382(6670):595-600. doi:10.1126/science.adg8116
來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~徐穎歡
