中国南方的病原体监测国家监测项目最初在南方三个省份(贵州、广西和湖南)实施,中国记录的病例总数中约有一半发生在这些省份[[25]、[26]、[27]]。在这三省15个城市的餐馆中随机采集了作为家畜肉用的外观健康家犬2887例脑标本。通过使用直接免疫荧光法(DFA)确定了2.3%的阳性率,表明这些地区的狗中存在狂犬病,是人狂犬病高发病率的主要来源[26]。
RABV有一个长度为12-kb的非分段负链RNA基因组,编码5种病毒蛋白(从3′ 端到 5′端):核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、糖蛋白(G)和RNA依赖的RNA聚合酶(L)[28]。N和G基因最常用于遗传分型和进化研究[[29],[30],[31]],虽然另有一些研究侧重于其他基因或全基因组分析,但结果一致[[32],[33],[34],[35],[36],[37],[38],[30]0]。
通过对阳性样本N基因序列的早期系统发生分析,鉴定出3个主要世系,最初命名为组I、组II和组III[26]。在这些世系中,人类分离株与同一地区的犬分离株关系密切,提供了病毒学证据,证明家犬是这种人兽共患病的主要传播源[26,40]。在中国,人们还注意到,与人类活动有关的犬类的长距离迁徙和跨省流动,促进了狂犬病从高发病率地区向外传播。
中国狂犬病的时空动力学随着更快速和更廉价的核苷酸测序技术的发展,已获得了大量分离物的序列资料。与此同时,空间和时间分析方法的进展为狂犬病提供了新的分析机会和见解[41]。特别是大量序列的可用性证明存在大量具有不同性质和起源的不同世系。此外,对最近共同祖先时间(tMRCA)
的迁移分析和估计[[42],[43],[44],[45]]显示,迁移事件与基于人类迁徙的病毒传播相一致。
2008年从所有15个流行省获得的210个N基因序列构成更完整的一组序列,应用PHYML 和PHYLIP软件,使用最大似然(ML)方法构建系统发生树,中国的分离物被分成四个主要进化分支(clade)[46],分支IV被确定为一个新的世系。与之前的报道[26]一致,这些样品大部分位于分支I和分支II,但这两个分支的性质存在明显差异。首先,利用MigraPhyla软件包进行空间动力学分析,确定了狂犬病毒在中国省级水平的地理扩散结构。在分支I中,江苏省被认为是迁移事件的主要来源,另外还有源自贵州和河南的事件。然而,在西南和东部省份发现了分支II的迁徙中心[46]。其次,利用贝叶斯松弛时钟方法(Bayesian relaxed clock method)
对不同种群模型进行了预测,并确定了种群指数增长和种群大小不变的种群模型,分别为分支I和分支II最合适的种群模型。
根据选择的种群模型,各进化分支的进化速率分别为:分支I是每年每位点1.274 x 10−3(HPD95%:8.3705−4-1.2515E−3),分支II是每年每位点9.629 × 10−4(HPD95%:3.519−4-1.628E−3) 。
最近共同祖先时间(tMRCA)
对分支I、II和III的估值分别为15.5年(约1992年)、48.0年(约1960年)和117.0年(约1891年)。相应的天际线图(Skyline plots)
表明,分支I和分支II具有不同的人口统计学的迁移模式。
分支I的遗传多样性在2004 - 2005年迅速下降,并在2008年之前一直呈总体下降趋势,而分支II的遗传多样性在2000年之后出现了快速增长。因此,这两个主要的演化分支具有不同的迁移模式和进化模式,每一个都以多种方式促成了狂犬病的流行[46]。分支I的病毒从中国西南向东部传播,不断遇到适应新出现的病毒世系的新宿主,而分支II似乎已经在全国范围内低水平存在,并且重新出现的速度更慢。
5. 狂犬病的全球发展史以前的系统发生分析已经确定了六个不同的狂犬病毒世系:印度次大陆、世界性、北极相关、东南亚(SEA) SEA 1、SEA 2和SEA3[12]。虽然数据有限,但人们已经做出了各种努力来建立全球水平的丽沙病毒进化史[47]。先前对丽沙病毒进化史的调查估计,食肉动物狂犬病的出现是源于翼手目动物丽沙病毒,此事件发生在888年至1459年前[22],估计RABV则是在大约500年前开始分化[12,22,48]。随着新物种的出现和在更分散的地区收集到更多的分离株,这个问题被周期性地重新讨论。
最近的一项研究生成了一个包含533个丽沙病毒G基因序列的数据集,使用ODELTEST和BEAST工具软件对其进行了研究[47]。据估计,丽沙病毒 G基因的平均核苷酸置换率为每年每位点3.0 × 10−4次置换(95%的HPD值=每年每位点 2.5–3.5 × 10−4次置换)
[12,22]。
tMRCA估计约为5030年(95% HPD=3988-6069年),与最早的人类文明(古美索不达米亚,古埃及,古印度和古中国)的证据一致[47]。食肉目和翼手目的RABV寄主群大约在500年前就划分开了,而分布在世界各地的世界群在过去200年内似乎扩大了。此外,还发现了在历史上丽沙病毒发生从翼手目到食肉目的宿主转换的证据[22,47]。因此,几个值得注意的丽沙病毒进化事件似乎与人类文明发展的重要阶段完全一致。
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