宏基因组分析揭示贵州蚊媒病毒多样性及动态

蚊子是传播登革热、脑炎等疾病的重要媒介。尽管过去二十年报告了 5000 多例日本脑炎病例，并在 2016 年发现了寨卡病毒，但人们对贵州地区的病毒学景观仍然知之甚少。

研究背景与意义

蚊子是传播登革热、脑炎等疾病的重要媒介。中国贵州省独特的喀斯特地貌和人口迁移形成了蚊媒病毒传播的高风险环境。本研究基于2021-2022年采集的蚊样，采用病毒宏基因组学技术结合RT-qPCR验证，首次对贵州地区伊蚊、库蚊等主要蚊种的病毒组进行全面解析，重点探究了包括JEV、GETV和BAV等重要人畜共患病毒的遗传进化特征，并比较分析了不同蚊种及地理区域间的病毒多样性差异，为这一生态脆弱区的蚊媒病毒防控提供了重要科学依据。

研究结果

（1）蚊子样本采集和病毒组数据概述

本研究在贵州省8个地区采集了42,029只雌性成蚊样本，其中黔南州和黔西南州采集量均超万只，共鉴定出2亚科4属11种蚊虫，包括按蚊属的中华按蚊、凉山按蚊等5种。本研究通过深度测序共获得3.86亿次读取量，经数据清洗后保留2.08亿次病毒相关读取，其中99.61%成功比对到NCBI病毒参考基因组，并组装获得51,659个重叠群。通过Kaiju、Kraken2等多工具联合分析，结合nr数据库、NCBI病毒基因组等四大数据库的BLAST比对，系统鉴定了病毒组成，成功检出日本脑炎病毒（JEV）、盖塔病毒（GETV）和版纳病毒（BAV）等重要人畜共患病毒，证实了该方法具有极高的检测灵敏度。

 图1 蚊子采样和病毒宏基因组测序概述

（2）蚊源性病毒的分类学分配

通过对病毒宏基因组数据的系统分析，在贵州省样本中共鉴定出162种病毒，包括140种已知病毒和22种新发现的病毒。其中，103种病毒可归类于7个已知病毒门，而59种尚未明确分类。在家族水平上，96种病毒归属于32个已知科，优势类群包括Phasmaviridae、Rhabdoviridae和Orthomyxoviridae等。此外，还发现了5种可能代表新病毒科的病毒，但仍有61种病毒在科级水平上未能分类。

           图2  已知病毒与本研究中确定的先前未表征的病毒及其相应门之间的关系

（3）人畜共患病毒（JEV、JETV 和 BAV）的基因型分型

    EV遗传多样性与地理分布：在贵州铜仁（TR）、遵义（ZY）和黔西南（QXN）的蚊虫样本中检测到10株基因I型（GI）日本脑炎病毒（JEV），通过全基因组测序分析发现，TR和ZY的5株均属GI-b亚型，而QXN的5株中有3株为GI-a亚型，2株为GI-b亚型。在TR检测到的盖塔病毒（GETV）经E2基因分型属于GIII型，与贵州2018年猪源毒株高度同源。在QXN的致倦库蚊中发现版纳病毒（BAV），基于VP12基因分型为A2基因型，与贵州2016年两株A2型毒株中的一株（MF979782.1）亲缘较近，但与另一株（MF979781.1）差异明显，提示贵州可能存在BAV的不同进化支系和传播路径。

图3 基于 E2 基因的 GETV 最大似然系统发育树

（3）长链RdRp 蛋白的系统发育分析和表达谱分析

通过对贵州地区蚊媒病毒RdRp基因的系统发育分析，本研究鉴定了56种病毒（含22种新病毒），涵盖4个病毒门和15个科。研究发现：（1）在Duplornaviricota门中发现与昆虫宿主相关的新病毒GMNV9；（2）Kitrinoviricota门中检测到重要人畜共患病毒GETV及新型植物相关病毒GMNV7；（3）Negarnaviricota门包含7种昆虫特异性病毒和14种人畜共患病原体，其中GMNV5等新病毒形成了独立进化分支；（4）Pisuviricota门主要鉴定出昆虫特异性病毒，同时发现3种潜在跨物种传播的微小核糖核酸病毒。

图4  长链 RdRp 蛋白的系统发育分析和表达谱分析

（4）不同蚊子种类病毒 OTU 的 α 多样性

通过对贵州地区不同蚊种病毒组的α多样性分析，发现白纹伊蚊（Ae. albopictus）的病毒群落多样性最高，其次为骚扰阿蚊（Ar. subalbatus）和三带喙库蚊（Cx. tritaeniorhynchus），而中华按蚊（An. sinensis）的多样性最低。与其他地区相比，贵州的白纹伊蚊病毒组多样性显著高于中国广州、海南以及瑞士、美国等地，表明该地区病毒群落结构更为复杂。此外，全球病毒组数据对比显示，伊蚊属的病毒多样性普遍高于库蚊和按蚊，而阿蚊属的多样性最低。这些结果揭示了不同蚊种及其地理分布对病毒组多样性的显著影响。

图5 不同蚊子物种病毒 OTU 的 alpha 多样性

总  结

本研究通过宏基因组测序对贵州省蚊媒病毒组进行了系统性分析，采集了超过40,000只蚊虫样本，涵盖伊蚊、按蚊、阿蚊和库蚊等11个蚊种，首次记录了贵州地区Anopheles baileyi 复合体的存在。研究发现162种病毒序列，包括140种已知病毒和22种新病毒，其中日本脑炎病毒（JEV）、盖塔病毒（GETV）和版纳病毒（BAV）等人畜共患病原体被实验验证，并揭示了JEV以基因型I（GI）为主且存在南北地理分布差异。研究还发现白纹伊蚊携带的病毒多样性最高，显著高于其他地区同类蚊种，而贵州省蚊媒病毒组整体表现出独特的生态复杂性。

参考文献

Linghu, Y., Hu, RS., Tang, XM. et al. Unveiling viral diversity and dynamics in mosquitoes through metagenomic analysis in Guizhou Province, China. Infect Dis Poverty 14, 51 (2025). https://doi.org/10.1186/s40249-025-01321-9

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