人兽共患病课题组通过对不同宿主健康与疾病状态下的病毒组学初步分析，揭示体内病毒群落的变化与特定疾病有一定的相关性

病毒组（Virome）是指人或动物体内所有病毒及其基因的总和，病毒组是微生物组的组成成分之一，其成员极其丰富，在宿主体内形成了一个多样性的微生态环境，通过感染机体细胞及调节机体微生物组，对平衡宿主的健康和疾病状态至关重要，尤其真核病毒的持续慢性感染，刺激宿主免疫系统，与系统性炎性和自身免疫性疾病开始受到关注。

由于病毒相关序列在复杂的微生态环境中所占比例甚微，受到大量的来自宿主、其他微生物细胞碎片和游离核酸物质的干扰，病毒没有类似细菌 16S rRNA 基因的通用遗传元件，病毒宏基因组(Viral Metagenomics)研究一直受到来自样品处理、测序策略、生物信息学注释等方面的挑战。 目前对人类和动物的病毒群落的构成及功能的研究处于起步阶段。

人兽共患病课题组从2011年起，在国内率先探索腹泻仔猪和儿童体内（胃肠道/呼吸道）病毒组学多样性特征，发表多篇报道，旨在揭示腹泻宿主病毒群落结构和演化规律，对未来继续研究病毒组的功能、病毒-细菌共感染和病毒与宿主基因互作、对潜在性致病病毒的预防以及拓展人类对哺乳动物病毒知识都具有重要的意义。

课题组受到交大农科交叉基金（Agri-X）以及国家重点研发计划的资助，采用病毒宏基因组学方法构建病毒基因文库，结合高通量测序和生物信息学分析，开展了不同宿主体内病毒群落初步分析，2017-2018的研究包括：冠心病患者与健康人群的肠道细菌组与病毒组比较、传播媒介蜱在不同地域携带病毒多样性分析、腹泻仔猪及腹泻儿童肠道病毒组成分析与比较；还参与了江苏大学主持的珍稀野生动物病毒组学研究工作，对健康和疾病（死亡）大熊猫体内携带的病毒组进行了全面系统性解析（图1、图2），获得多种大熊猫潜在新型致病性病毒的全基因组序列，提示大熊猫体内病毒种群间平衡状态的丧失可能与大熊猫健康状态有关。系统地解析了大熊猫体内病毒组信息，其含有9大病毒类群，包括Picornaviridae、Papillomaviridae、Anelloviridae、Circoviridae、Adenoviridae、Picornavirale、Picobirnavirus-like virus、昆虫病毒及植物病毒等（链接3）。 

研究还分析了冠心病患者的肠道病毒组/细菌组的分布和特点（链接1、2）。发现Virgaviridae、Microviridae为优势病毒科，其次为Phycodnaviridae、Mimiviridae、Betaflexiviridae、Siphoviridae、Closteroviridae；Poxviridae、Anelloviridae、Picobirnaviridae等。冠心病患者体内Virgaviridae、Betaflexiviridae科病毒明显高于健康人群。而Circoviridae、Podoviridae和Picornaviridae科病毒则显著低于对照组。

基于不同动物/患者个体病毒组成比较分析发现机体内病毒组的组成变化可能与宿主的健康状态有关。初步的研究数据表明，同种病毒类群在不同健康状态的动物体内病毒滴度有明显的不同。提示这类病毒的在正常动物体内复制存在一种平衡，这种平衡状态的丧失可能是疾病的起因，也可能是动物健康状况改变的结果。

2017年的部分研究成果发表在BioMed research international、Virologica Sinica、Microbiome等SCI期刊，以及畜牧兽医学报和上海交通大学学报（农科版）。

 

图1

 

图2

 

 

图3

 

全文链接：

https://www.hindawi.com/journals/bmri/2017/3796359/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28466442

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5545856/

 

此外，研究还分析了上海周边猪场腹泻仔猪粪便中的病毒群落（图3）；并通过采集不同区域、不同季节和不同宿主来源的蜱媒样品，解析了传播媒介蜱携带病毒组成的地域特异性、宿主特异性、进化关系等特征；有关文章还在修稿中。