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【科研进展】岭南现代农业实验室双聘科研团队研究解析隐孢子虫高传播力亚型的产生机制

2022-12-19
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近日,欧洲杯比赛直播(简称岭南现代农业实验室)、华南农业大学、与美国疾病预防控制中心等单位合作,阐明了重要腹泻病原—隐孢子虫中高传播力亚型的产生和演化机制。

相关研究团队开展隐孢子虫分子流行病学研究近30年。近年来,团队突破了从临床样本直接开展病原全基因组分析的技术瓶颈(Guo Y. et al., 2015, Journal of Clinical Microbiology),完成了近1000个分离株的测序和比较基因组学分析,系统揭示了隐孢子虫宿主适应性和高毒力形成的遗传机制。本研究揭示的高传播力亚型的产生机制,是继近期有关隐孢子虫跨种传播力的遗传基础研究成果(Wang T. et al., 2022, Molecular Biology and Evolution)后的又一全新突破。相关研究近日在线发表在Cell Host & Microbe。


论文首页截图

人隐孢子虫(Cryptosporidium hominis)是全球范围内分布广泛的主要腹泻病原之一。近年来,其流行率呈快速增长趋势,并出现了一个高传播力亚型IfA12G1R5,在多个国家引起大规模疾病暴发。然而,导致该高传播力亚型产生的遗传机制尚不清楚。为此,本研究对不同国家和地区的127个分离株进行全基因组测序,并结合公共数据库中95个全基因组数据,重点解析了人隐孢子虫的群体结构、分子进化过程和高传播力亚型的形成机制。

研究发现,高传播力亚型IfA12G1R5为目前人隐孢子虫的优势亚型,分布于人隐孢子虫14个亚群体中的3个亚群体中,意味着该亚型有多个来源。在IfA12G1R5的三个变异株中,IfA12G1R5a起源于非洲,并在美洲与当地隐孢子虫群体发生重组;IfA12G1R5b起源于欧洲,与欧洲流行的IbA10G2亚型存在基因交流;而最近广泛流行的高传播力IfA12G1R5c变异株是由IfA12G1R5a和IfA12G1R5b二次重组而形成。除外源输入和基因重组外,入侵相关基因序列的适应性选择也是高传播力亚型变异株涌现的重要决定因素。该研究揭示了外源输入、基因重组和自然选择在隐孢子虫高传播力亚型形成中的作用,对了解其他新发病原的演化具有指导意义。也提示我们需要加强生物安全和隐孢子虫分子检测,以防止高传播力亚型的引进和扩散。



世界范围内人隐孢子虫的群体遗传结构及基因流


人隐孢子虫优势亚型IfA12G1R5的传播及三个主要变异株的产生过程