中国媒介生物学及控制杂志  2022, Vol. 33 Issue (4): 596-600

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殷红敏, 付蒙, 孔逸尘, 杨字, 黄皓, 张云智
YIN Hong-min, FU Meng, KONG Yi-chen, YANG Zi, HUANG Hao, ZHANG YUN-zhi
蝙蝠与蝙蝠携带的汉坦病毒
Bat and bat-borne hantaviruses
中国媒介生物学及控制杂志, 2022, 33(4): 596-600
Chin J Vector Biol & Control, 2022, 33(4): 596-600
10.11853/j.issn.1003.8280.2022.04.028

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收稿日期: 2022-02-21
蝙蝠与蝙蝠携带的汉坦病毒
殷红敏1 , 付蒙2 , 孔逸尘1 , 杨字1 , 黄皓1 , 张云智1     
1 大理大学公共卫生学院,大理大学预防医学研究所,云南省滇西抗病原植物资源筛选研究重点实验室(培育),云南 大理 671000;
2 昆明医科大学,云南 昆明 650000
摘要: 汉坦病毒(Hantavirus,HV)是重要的自然疫源性疾病病原体,能引起人的肾综合征出血热和汉坦病毒肺综合征。根据国际病毒分类委员会最新分类,将HV分为4亚科7属53种。HV广泛存在于啮齿目、翼手目、食虫目动物中,后来在爬行动物、辐鳍鱼以及无颌动物中也有发现。蝙蝠种类繁多,是全球哺乳动物中仅次于啮齿动物的第2大类群,目前已报道有1 446种,约占全球哺乳动物的22%。蝙蝠具有很强的飞行能力,广泛分布在除南极洲以外的所有大陆。蝙蝠作为病毒的宿主动物,携带多种病毒,许多新发传染病病原体如马尔堡病毒、亨德拉病毒和尼帕病毒等均来源于蝙蝠。埃博拉病毒、严重急性呼吸综合征冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒和严重急性呼吸综合征冠状病毒-2等也与蝙蝠有关。近几十年,发现越来越多的蝙蝠携带HV,蝙蝠及其携带的HV具有重要的研究价值,该文对HV最新的分类以及蝙蝠携带的HV进行了综述。
关键词: 汉坦病毒    蝙蝠    分类    宿主    
Bat and bat-borne hantaviruses
YIN Hong-min1 , FU Meng2 , KONG Yi-chen1 , YANG Zi1 , HUANG Hao1 , ZHANG YUN-zhi1     
1 Institute of Preventive Medicine, School of Public Health, Dali University, Yunnan Key Laboratory of Screening and Research on Anti-pathogenic Plant Resources from Western Yunnan (Cultivation), Dali, Yunnan 671000, China;
2 Kunming Medical University, Kunming, Yunnan 650000, China
Abstract: Hantaviruses are important pathogenes of natural focal diseases that causes hemorrhagic fever with renal syndrome and Hantavirus pulmonary syndrome. According to the latest classification of the International Committee on Taxonomy of Viruses, hantaviruses can be divided into 53 species, 7 genera, and 4 subfamilies. Hantaviruses are widely found in Rodentia, Chiroptera, and Insectivora, and later also found in reptile, Actinopterygii, and Agnatha. There are many species of bats, which are the second largest group of mammals in the world after rodents. At present, 1 446 species have been reported, accounting for about 22% of global mammals. In addition, bats have strong flight ability and are widely distributed in all continents except Antarctica. As the host animal of viruses, bats bear a variety of viruses, and many emerging infectious pathogens such as Marburg virus, Hendra virus, and Nipah virus have been confirmed to come from bats. Bats have also been associated to Ebola virus, severe acute respiratory syndrome coronavirus, Middle East respiratory syndrome coronavirus, and severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. In recent decades, more and more bat-borne hantaviruses have been discovered. Bats and bat-borne hantaviruses have an important research value. Therefore, this paper reviews the latest classification of Hantavirus and bat-borne hantaviruses.
Key words: Hantavirus    Bat    Classification    Host    

1951-1953年朝鲜战争期间,3 000多名士兵感染了一种急性发热伴肾功能衰竭,最终导致休克的出血热,病死率高达7%,当时命名为朝鲜出血热(Korean hemorrhagic fever,KHF),但一直没有证实KHF的病原体。直到1976年French等[1]在韩国汉坦河(Hantaan river)附近捕获的黑线姬鼠(Apodemus agrarius)中首次用间接免疫荧光试验证实KHF的病原体是一种新的病毒,根据该病毒的发现地,命名为汉坦病毒(Hantavirus,HV)。HV是一类重要的自然疫源性病毒。HV的宿主动物十分广泛,近几十年,发现越来越多的蝙蝠携带HV。从遗传进化上看,HV最早可能出现在食虫目动物或蝙蝠中,然后传播到啮齿目动物,再以啮齿类动物为主要的自然宿主感染人[2]。蝙蝠携带的许多病毒已经造成了严重的社会危害和公共卫生问题,威胁人类的生命和健康,引起我们的关注。

1 蝙蝠

蝙蝠是哺乳纲(Mammalia)翼手目(Chiroptera)动物的统称,是哺乳动物中的第二大类群,仅次于啮齿目动物,目前已报道的蝙蝠有21科237属1 446种,约占全球哺乳动物的22%[3]。传统形态学将蝙蝠分为大蝙蝠亚目(Megachiroptera)和小蝙蝠亚目(Microchiroptera),最新的分子分类研究将其分为阳蝙蝠亚目(Yangochiroptera)和阴蝙蝠亚目(Yinpterochiroptera)[4-7]。阳蝙蝠亚目蝙蝠也称为小型蝙蝠(microbats),其种类丰富,体型较小,通常以昆虫为食,少数以动物的血液为食。阴蝙蝠亚目蝙蝠又称为大型蝙蝠(megabats),体型相对较大,通常以果实、花粉或花蜜为食[8]。蝙蝠广泛分布在世界上除南极洲以外的所有大陆。蝙蝠的进化可以追溯到大约5 000万年前,具有很强的飞行能力,是唯一能够飞行的哺乳动物[9-10]

蝙蝠是许多自然疫源性疾病的宿主,是多种新发传染病病原体的宿主。迄今为止,已有超过200种病毒在蝙蝠中被检测到[11-12]。许多新发传染病如马尔堡病毒(Marburg virus)、亨德拉病毒(Hendra virus)和尼帕病毒(Nipah virus)等RNA病毒均被证实来源于蝙蝠,越来越多的证据表明,埃博拉病毒(Ebola virus)、严重急性呼吸综合征冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)、中东呼吸综合征冠状病毒(Middle east respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)和严重急性呼吸综合征冠状病毒-2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)等烈性病毒也与蝙蝠有关[13-17]。蝙蝠的飞行能力、冬眠和社会行为有利于病毒的保存、进化和传播。蝙蝠携带的病毒在公共卫生安全上一度被忽视,随着研究的深入,越来越多的新病毒在蝙蝠上被发现,引起了科学界的重视。

2 汉坦病毒

HV宿主主要为啮齿目(Rodentia)、翼手目(Chiroptera)和食虫目(Insectivora)动物,后来在爬行动物(reptile)、辐鳍鱼(Actinopterygii)和无颌动物(Agnatha)中也发现HV样病毒(Hantavirus-like),但只有啮齿目动物携带的HV能引起人类疾病[18-20]。HV引起人类的2种疾病:肾综合征出血热(hemorrhagic fever with renal syndrome,HFRS)和汉坦病毒肺综合征(Hantavirus pulmonary syndrome,HPS)。HFRS主要分布在亚洲和欧洲,我国也称流行性出血热(epidemic hemorrhagic fever,EHF)。HFRS的临床特征主要有出血性表现、肾功能衰竭,甚至多器官功能障碍,其病情较重,病死率为10%[21]。HPS主要分布在南美洲和北美洲,临床上以呼吸困难、呼吸窘迫综合征、心肺衰竭为特征,病死率高达30%~40%[22-24]

2.1 HV基因组结构

HV粒子呈球形或近球形,ϕ 80~120 nm,是一种有包膜分节段的单股负链RNA病毒,其基因组由大(L)、中(M)、小(S)3个片段组成。其中L片段长6.5~6.6 kb,编码RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp),即L蛋白,通过其转录、复制酶和内切酶活性,介导HV基因组的转录和复制。M片段长3.7~3.8 kb,编码病毒包膜糖蛋白Gc和Gn糖蛋白,Gc和Gn是HV表面刺突蛋白,与受体结合,介导病毒进入宿主细胞。S片段长度为1.8~2.1 kb,编码病毒核衣壳(Nucleocapsid,N)蛋白,N蛋白包裹病毒RNA,以保护病毒免受细胞核酸酶的降解,与RdRp一起,确保病毒基因组的有效复制。

2.2 HV的分类

根据国际病毒分类委员会(The International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV)最新的分类,将原来汉坦病毒属(Hantavirus)提升为汉坦病毒科(Hantaviridae),根据HV的宿主动物不同来分类,分为4亚科7属53种:(1)哺乳动物HV亚科(Mammantavirinae)4属47种:①正汉坦病毒属(Orthohantavirus)38种;②鼹鼠蝙蝠病毒属(Mobatvirus)5种;③龙泉病毒属(Loanvirus)2种;④索托帕拉雅病毒属(Thottimvirus)2种。(2)辐鳍鱼HV亚科(Actantavirinae)1属4种:辐鳍鱼病毒属(Actinovirus)4种。(3)爬行动物HV亚科(Repantavirinae)1属1种:爬行动物病毒属(Reptillovirus)。(4)无颌动物HV亚科(Agantavirinae)1属1种:无颌动物病毒属(Agnathovirus)。我们从美国国立生物技术信息中心(NCBI)下载51种HV[未包含勒拿河病毒(Lena mobatvirus)和罗宾纳正HV(Robina orthohantavirus)2种]基因组序列,用Clustal Ⅹ软件进行比对,用MEGA Ⅹ软件选最大似然法(Construct/Test maximum likelihood,ML),基于S片段氨基酸水平建立了系统发育树。见图 1

图 1 基于51种汉坦病毒S片段氨基酸水平的系统进化发育树 Figure 1 Phylogenetic tree based on the amino acid levels in S fragments of 51 species of hantavirus
3 蝙蝠携带的HV 3.1 HV种类

表 1。蝙蝠携带的HV包括在哺乳动物HV亚科(Mammantavirinae)中,分为4类:(1)龙泉病毒属(Loanvirus)2种:①龙泉病毒(Longquan loanvirus,LQUV),2011年在我国浙江省龙泉市的中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)和中菊头蝠(Rh. affinis)的肺组织中检测到[25],获得了S、M全长和部分L片段;②布尔诺病毒(Brno loanvirus,BRNV),2012年在捷克共和国的褐山蝠(Nyctalus noctula)肝组织中发现[26],获得L、M、S的近全长。(2)鼹鼠蝙蝠病毒属(Mobatvirus)3种:①来宾病毒(Laibin mobatvirus,LAIV),2012年在中国广西壮族自治区(广西)黑髯墓蝠(Taphozous melanopogon)肺组织中检测到[27],2015年在缅甸的黑髯墓蝠肺组织中也检测到[28];②春山病毒(Xuân Sơn virus,XSV),2013年在越南果树蹄蝠(Hipposideros pomona)肺组织中发现[29],2018年在我国广西的小蹄蝠(H. cineraceus)肺组织检测到;③奎松病毒(Quezon mobatvirus,QZNV),2016年在菲律宾抱尾果蝠(Rousettus amplexicaudatus)的肺组织中发现[30],这3种HV均获得了全基因组。(3)正HV属(Orthohantavirus)1种:罗宾纳正HV(Robina orthohantavirus,ROBV),2019年在澳大利亚中央狐蝠(Pteropus alecto)的脑组织中发现,获得了全基因组。(4)未分类的HV(Unclassified hantavirus)6种:①达克容病毒(Dakrong virus,DKGV),在越南三叶蹄蝠(Aselliscus stoliczkanus)中发现;②穆亚苏病毒(Mouyassue virus,MOYV),在科特迪瓦、埃塞俄比亚的东非长耳蝠(Laephotis capensis)、非洲侏凹脸蝠(Afronycteris nana)中检测到;③黄陂病毒(Huangpi virus,HUPV),在中国的普通伏翼(Pipistrellus abramus)肺组织中发现;④马格博伊病毒(Magboi virus,MGBV),在塞拉利昂的粗毛凹脸蝠(Nycteris hispida)中发现;⑤马科库病毒(Makokou virus,MAKV),在加蓬赤道蹄蝠(H. ruber)脾脏中发现;⑥痘得病毒(Dode virus,DODV),在中国的果树蹄蝠(H. pomona)中发现。目前只有DKGV获得了L、M、S片段的全序列,其余5种只获得部分序列(以上信息来自于NCBI Virus)。

表 1 蝙蝠携带汉坦病毒的种类、宿主动物、地区分布及发现时间 Table 1 Species, host animal, regional distribution, and discovery time of bat-borne hantaviruses
3.2 蝙蝠携带的致病性HV

2012年de Araujo等[31]在巴西捕获的蝙蝠样本中检测到引起HPS的安第斯正HV(Andes orthohantavirus,ANDV),基于部分S片段的核苷酸序列分析,获得的序列与ANDV的基因型阿拉拉夸拉正HV(Araraquara orthohantavirus,ARQV)核苷酸的同源性达93%~95%。2012-2014年Sabino-Santos等[32]在巴西捕获的蝙蝠中证实存在ANDV抗体。2018年Sabino-Santos等[33]又在之前检测的蝙蝠HV阳性吸血蝠(Desmodus rotundus)和昭短尾叶鼻蝠(Carollia perspicillata)样本中扩增出HV的部分S片段,与ANDV的基因型ARQV同源性分别达到94%和99%。多种证据表明,具有高致病性的ANDV的基因型ARQV在蝙蝠中存在,但还未有蝙蝠携带HV感染人的病例报道。

4 展望

随着多种蝙蝠携带HV的发现,尤其在蝙蝠中检测到高致病性的ARQV,应引起我们的高度警惕。HV与宿主动物的多样性,应加强HV与宿主的调查研究,分析病毒与宿主动物共进化关系。目前为止,正HV属的HV中,ROBV是唯一被发现的蝙蝠携带的HV,对人的致病性尚不清楚。蝙蝠携带HV感染率低,还未分离到病毒,许多蝙蝠携带HV也未获得全基因组,需要进一步改进检测方法[18, 25, 28, 34-36],来揭开它们神秘的面纱。

利益冲突  无

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