寨卡病毒 African lineage
寨卡病毒African lineage是寨卡病毒两大主要谱系之一,以1947年乌干达Ziika森林哨兵猴分离的原型株MR766为代表,内部又分为East African(MR766簇)与West African(尼日利亚簇)两个亚谱系。这个谱系长期在非洲的森林循环中经树冠伊蚊在非人灵长类与蚊虫之间传播,人类感染多为散发轻症,从未引起大规模人群疫情。实验研究显示,非洲谱系毒株在蚊媒传播力与动物致病性上普遍高于亚洲谱系毒株,但迄今未与出生缺陷或神经系统并发症的人群聚集病例相关联。
发现:一只哨兵猴的发热
African lineage的源头,是1947年4月乌干达恩德培附近Ziika森林里的一只哨兵恒河猴。这只有编号的猴子(Rhesus 766)突然发热。研究人员把它的血液接种到小鼠脑内,分离出一株全新的病毒。1948年1月,同一片森林的非洲伊蚊(Aedes africanus)蚊池里又分离到同样的病毒。1952年,Dick、Kitchen和Haddow发表分离和血清学鉴定结果。病毒以这片森林命名。Ziika在卢干达语里的意思是“杂草丛生”。
人类感染的早期记录很少。1954年,Macnamara报告了尼日利亚黄疸流行期间的3例人类感染。3例里有1例分离到病毒,另2例经血清学确诊。1964年,Simpson报告一例在研究工作中感染的科研人员,病程轻微。之后半个世纪,非洲只有零散的人类病例报告。
谱系划分与传播轨迹
2007年雅浦岛疫情之后,Lanciotti等分析NS5和E基因序列,把寨卡病毒划成三个基因型。东非型、西非型、亚洲型。后来的研究习惯把前两者合并成African lineage,与Asian lineage并列。African lineage内部,1947年MR766原型株所在的东非簇,和以尼日利亚分离株为代表的西非簇,是两条独立的演化线。
Faye等在2014年分析1947到2007年的43株病毒,用分子钟推演传播路线。寨卡病毒大约1920年在乌干达出现。95%置信区间是1892到1943年。病毒两次独立进入西非。MR766簇约1940年进入科特迪瓦。尼日利亚簇约1935年经中非共和国抵达尼日利亚。亚洲谱系约1945年从乌干达进入马来西亚,约1960年到达密克罗尼西亚。
E基因和NS5基因里检测到自然重组的信号。Faye等认为,西非森林里多个谱系共同循环。蚊虫连续吸食不同宿主,给了重组发生的机会。
森林循环与人群中的踪迹
African lineage维持着一个典型的森林循环。树冠伊蚊(Aedes africanus、Aedes furcifer、Aedes taylori、Aedes luteocephalus)在非人灵长类之间传播病毒。人类只是偶然宿主。塞内加尔Kedougou地区有1972到2002年的连续监测。病毒在1973、1976、1979、1980、1981年反复出现。活动间隔只有1到2年,比同地区登革热和黄热病毒的5到8年更频繁。
这个循环一直没有断。塞内加尔2022年从Aedes furcifer蚊虫、2023年从人样本分离的病毒,全基因组序列仍归入African lineage。尼日利亚、乌干达、中非共和国等国的历史分离株,拼出了这个谱系在非洲几十年的传播档案。
序列盘子其实很小。GenBank里明确标注“African lineage”的序列记录,到2026年8月有7条。其中3条是塞内加尔2022到2023年的分离株,来自伊蚊和人样本。另有1条1947年乌干达MR766原型株的基因组。剩下3条来自巴西2018到2019年的褐吼猴(Alouatta guariba)。按系统发育普查的口径,数字要大得多。Sá-Guimarães等统计截至2022年10月带完整元数据的1889条寨卡病毒序列,African lineage占8%左右。西非亚谱系约6%,东非亚谱系约2%。作为对照,亚洲谱系占92%。
近年非洲多国的血清学调查显示,人群中特异性抗体水平普遍低于6.2%。病毒在人群里低水平循环,一直没有形成大规模流行。
分子特征与关键突变
病毒基因组是约10.7 kb的单股正链RNA。它编码C、prM、E三个结构蛋白,以及NS1到NS5七个非结构蛋白。Faye等估算E基因的进化速率约每年2.1×10⁻³个替换/位点,NS5约7.2×10⁻⁴。选择压力分析没有找到正选择位点。病毒表型高度适应,多数改变会被清除。
African lineage与Asian lineage的差异,集中在几个功能明确的位点上。
| 基因 | 突变 | 类型 | 功能影响 |
|---|---|---|---|
| C(衣壳蛋白) | K101R(A408G) | 错义突变,谱系特征位点 | 17条非洲谱系株全部携带,613条亚洲谱系株均无。亚洲株在猪胎儿脑内感染中获得这个替代后,C6/36蚊细胞里感染细胞数增多、病毒载量升高(Sabir等,2023) |
| NS3 | R1609K(G4932A) | 错义突变 | 约6%的非洲谱系株携带,常与C-K101R共同出现,被归为“通用非洲谱系”特征位点(Sabir等,2023) |
| E(包膜蛋白) | N154糖基化位点获得/丢失(Thr156/Ile多态) | 翻译后修饰位点多态 | 多数非洲株保留N154糖基化。部分与Aedes dalzieli相关的西非株丢失这个位点,可能是对蚊媒的适应性变化(Faye等,2014) |
| prM | S139N | 错义突变(亚洲流行株特有) | 非洲谱系保留祖先型S139。S139N增强人和小鼠神经祖细胞的感染性,与小鼠胎儿小头畸形相关(Yuan等,2017) |
| NS1 | A188V | 错义突变(亚洲流行株特有) | 所有非洲株NS1第188位都是缬氨酸V。亚洲谱系2012年前的毒株是A188。约2013年产生A188V,此后所有分离株都固定携带。这个替代决定NS1的分泌与抗原血症水平,增强埃及伊蚊的感染性(Liu等,2017) |
表格前两行值得多说一句。C蛋白K101R在亚洲株宫内感染过程中自发出现,频率接近100%。带上K101R和R1609K的变异株,在蚊细胞里的表现比野生型更凶。非洲谱系保留的祖先型prM-S139,是亚洲流行株S139N的对照位点。NS1第188位反过来:非洲株全是V188,2012年前的亚洲株是A188。两次关键适应就发生在这两个位置上。S139N在法属波利尼西亚疫情前的毒株里出现,疫情期间固定下来。A188V约2013年在亚洲谱系中产生,之后所有分离株都固定携带。美洲疫情毒株只是继承了它。
临床与公共卫生影响
实验室与野外的反差
非洲谱系感染的人类病例,临床上是典型轻症。发热、皮疹、关节痛、结膜炎。这个谱系从来没和人群疫情挂上钩。格林-巴利综合征聚集病例、先天性寨卡综合征,也和它没有关联。三波大疫情(2007年雅浦岛、2013到2014年法属波利尼西亚、2015到2016年美洲)的毒株全部属于Asian lineage。非洲自己的疫情也一样。佛得角2015到2016年疫情是Asian lineage,与巴西输入相关。安哥拉同期检出的毒株也是Asian lineage。
实验数据指向另一个方向。Aubry等在2021年比较7株低代次毒株,包括2株塞内加尔2011和2015年的非洲株。低剂量攻毒实验里,两株非洲株第17天的唾液传播效率分别达到70%(Senegal_2011)和52%(Senegal_2015)。法属波利尼西亚株全程没在唾液里检出感染性病毒。AG129小鼠实验里,感染非洲株的全部小鼠第6天到达人道终点。亚洲株从第9天才开始出现死亡。换成1000倍低剂量重做,非洲株感染的小鼠仍然全部撑不过第7天。宫内感染模型里,Senegal_2015株让全部胚胎在E18.5前死亡或被吸收。亚洲株感染的胚胎活了下来,但头重和皮层厚度明显下降。
体外实验给出了反向提醒。Molina等发现,MR766株在模拟城市循环的人细胞与蚊细胞交替传代里,第3代就中断了。同一个株在半森林循环里可以完整传10代。非洲株对人-蚊城市循环的适应性,可能没那么强。
非洲以外的信号
公共卫生的隐忧在监测盲区。Aubry等提醒,非洲株更倾向造成胎儿丢失而不是出生缺陷。这种结局在常规监测里更难被发现。2020年Kasprzykowski等首次在巴西序列里筛出African lineage。随后的报告显示,2018到2019年巴西南大河州的褐吼猴(Alouatta guariba)检出East African lineage。2019年里约热内卢的白纹伊蚊里也检出了East African lineage。只在非洲森林循环的谱系,开始在非洲以外出现。对疫苗和诊断试剂来说,非洲谱系与亚洲谱系之间有稳定序列差异。交叉保护和检测覆盖,需要单独验证。
没别的。剩下的问题,交给监测系统去回答。
参考文献
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