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猴痘病毒遗传变异与系统发育研究获进展
发布时间:2023-08-09 14:40:48

复旦大学分析了自2022年5月以来,全球人类猴痘(monkeypox,MPX)疫情表现出的传播与流行特征。发现猴痘病毒(monkeypox virus,MPXV)在一系列毒力及免疫相关蛋白基因上的异质性,引起表达产物多态性,导致病毒流行。

      研究分析疫情早期643个MPXV全长基因组中27个与病毒毒力及免疫相关的基因或易变区,发现这些基因或易变区的系统发育树可归入two-branch,two-branch-plus,one-branch及irregular等4种基本类型。在此基因的系统发育关系上归为近缘的若干病毒在彼基因上可能同源性极低;一些从此基因的角度来看应归入西非株系的毒株从彼基因来看则显然应属于中非株系;及可能存在介于两种株系之间的过渡类型毒株。病毒基因组水平上的这种异质性反映出引起本次疫情的猴痘病毒在系统发育上的复杂性。
      提前出现终止密码子是猴痘病毒失活若干与宿主免疫相关蛋白的常见策略。研究发现,流行的MPXV基因B14R、D7L、O1L、B5R和T4等,由于提前出现的终止子使得蛋白质产物在氨基酸序列长度上表现出多态性。研究还探讨了包括B14R、B19R、C7L、D14L和T4在内的5个毒力决定基因。作为弱毒的西非株系,本次流行的MPXV在基因组中均不存在D14L基因,但B14R和T4基因可表达有功能的蛋白质产物。西非株系猴痘病毒B14R基因仅编码22~77个氨基酸残基的蛋白质产物,强毒的中非株系可编码长为326或210氨基酸残基的两种功能蛋白。本次流行的MPXV虽仍有极少数表现出古典的西非株系特征,但绝大多数可编码180个氨基酸残基产物,以卢森堡分离株为代表的部分毒株达到218个,超过长为210的中非株系。空间结构建模及配体-受体对接分析显示,长为180个氨基酸残基的B14R为有功能蛋白,其与配体结合的主要分子间作用力氢键及结合自由能甚至优于中非株系的病毒。
      除了提前出现终止密码子,插入长AT重复片段可失活毒力蛋白。T4基因的编码产物有3种长度,本次流行的西非株系MPXV均表达有功能的全长(221个氨基酸)。
      MPXV的基因异质性与蛋白质长度多态性表明,目前的MPX疫情可能比预期复杂,反映出这些猴痘病毒在变异与进化路径或过程上的复杂性。病毒可能通过持续的低强度流行而积累变异,亦可能在其进化过程上有过多次跨物种传播,并在此过程中获得或丢失与对抗宿主免疫相关的蛋白质基因或其相应功能。(信息来源:健康界)

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