《Virology》:Evolutionary dynamics and phylogeographic analysis of West Nile virus lineage 2 in the Russian Federation
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亚历山大·S·安东诺夫 | 伊万·M·什帕克 | 阿纳斯塔西娅·N·古谢娃 | 德米特里·V·乌斯季诺夫 | 玛格丽塔·P·伊日贝尔杰娃 | 斯韦特兰娜·K·乌多维琴科 | 安德烈·V·托波尔科夫俄罗斯联邦政府卫生机构“伏尔加格勒瘟疫控制研究所”,隶属于消费者权益保护与人类福祉监
亚历山大·S·安东诺夫 | 伊万·M·什帕克 | 阿纳斯塔西娅·N·古谢娃 | 德米特里·V·乌斯季诺夫 | 玛格丽塔·P·伊日贝尔杰娃 | 斯韦特兰娜·K·乌多维琴科 | 安德烈·V·托波尔科夫
俄罗斯联邦政府卫生机构“伏尔加格勒瘟疫控制研究所”,隶属于消费者权益保护与人类福祉监督联邦服务局(FKUZ Volgogradskij naucno-issledovatel'skij protivocumnyj institut Rospotrebnadzora),伏尔加格勒,400066
摘要
西尼罗河病毒是俄罗斯联邦中最主要的虫媒病毒之一。尽管西尼罗河病毒被分为九个谱系,但近年来欧洲和俄罗斯的大多数疫情都是由第2谱系引起的。尽管自2018年以来一直进行分子遗传学监测,但第2谱系在西尼罗河病毒在俄罗斯的进化动态及其引入和传播途径仍不够明确。本研究的目的是重建第2谱系在西尼罗河病毒在俄罗斯的起源、迁移路线及其驱动遗传多样性的进化过程。研究结果表明,俄罗斯流行的第2谱系病毒在遗传上具有异质性,包含四种不同的基因变体。通过系统地理重建,我们估算了每种变体的迁移路线和引入时间,以及该谱系的传播速度,约为每年92公里。研究发现主要有两条引入途径:一条是从非洲经黑海南部海岸的南部路线,另一条是从欧洲经中欧和东欧国家(包括匈牙利和罗马尼亚)的西部路线。当前其传播模式是由非洲和欧洲的跨境途径共同决定的,这些途径使得病毒能够在多个地区建立并扩大其传播范围。选择压力分析表明,大多数密码子受到强烈的纯化选择,而在结构蛋白和非结构蛋白中有14个位点受到正向选择,包括NS4B、NS5和E蛋白中的独特替换,这表明这些替换可能具有适应性意义。
章节摘录
引言
西尼罗河病毒(West Nile virus, WNV)属于黄病毒科(Flaviviridae)的正链单链RNA病毒。其基因组RNA长度约为11000个核苷酸,包含一个开放阅读框(ORF),两侧有5'和3'非翻译区。该ORF编码的多聚蛋白在翻译过程中会被切割成十个独立的
样本和数据集
最初,我们从NCBI GenBank数据库中检索到了324个完整的西尼罗河病毒基因组序列。病毒序列的选择标准如下:1) 通过RDP5(Martin等人,2021年)检测到的重组序列被排除在外;2) 仅保留覆盖整个多聚蛋白编码区的序列;部分序列被排除;3) 元数据包括病毒来源的国家、州/省或城市等信息
从根到尖端的回归分析
我们使用西尼罗河病毒2谱系的完整基因组数据集进行了从根到尖端的回归分析,以评估基因距离与采样时间之间的关系。使用TempEst软件进行分析后,得到的相关系数为0.87,决定系数(R2)为0.76,表明基因分歧与时间之间存在显著关系(图1)。通过观察序列与基准序列的偏差,我们识别出了异常值序列
讨论
在本研究中,我们利用系统地理学和系统动态学方法重建了过去十五年来在俄罗斯占主导地位的第2谱系的传播模式和进化动态。虽然之前已有研究在不同欧洲国家(McMullen等人,2017年;Lu等人,2024年;Veo等人,2019年)以及地中海地区(Srihi等人,2021年)探讨过西尼罗河病毒的进化,但本研究提供了首次全面的
结论
本研究首次全面重建了西尼罗河病毒2谱系在俄罗斯的时空传播动态和进化模式。我们的结果表明,俄罗斯的第2谱系病毒基因变体不仅受到局部进化过程的影响,还受到通过南部和西部迁移路线的多次引入的影响。选择压力分析证实,该病毒受到强烈的纯化选择
CRediT作者贡献声明
亚历山大·谢尔盖耶维奇·安东诺夫:撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、项目管理、方法学设计、调查、数据分析、概念化。伊万·M·什帕克:撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、概念化。阿纳斯塔西娅·N·古谢娃:数据分析。德米特里·V·乌斯季诺夫:数据分析。安德烈·V·托波尔科夫:项目管理、概念化。玛格丽塔·P·伊日贝尔杰娃:数据分析。斯韦特兰娜
Barzon等人,2022年;Ivica和Bork,2024年;Letunic和Bork,2024年;Li等人,2024年;McMullen等人,2013年;Wong等人,2025年;Ziegler等人,2020年;Murrell等人,2024年5月。
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
资金支持
本研究未获得公共部门、商业部门或非营利组织的任何特定资助。
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。