《Viruses》：One Health Genomic Surveillance at Human–Animal Interfaces in Rural Ghana Reveals Underreported Viruses of Zoonotic and Economic Concern
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在“同一健康（One Health）”框架下，具有兽医和人畜共患重要性的病毒对动物与人类健康、粮食安全及生计构成重大威胁，尤其在人兽互动频繁的地区。在西非，尽管监测项目近期有所进展，但在野生动物与家畜界面理解病毒多样性及跨物种传播方面仍存在重要缺口。研究人员开
在“同一健康（One Health）”框架下，具有兽医和人畜共患重要性的病毒对动物与人类健康、粮食安全及生计构成重大威胁，尤其在人兽互动频繁的地区。在西非，尽管监测项目近期有所进展，但在野生动物与家畜界面理解病毒多样性及跨物种传播方面仍存在重要缺口。研究人员开展了宏基因组监测，以表征2022至2023年间加纳农村地区165只动物（涵盖家畜、 companion animals 及野生动物）中 circulating 的病毒。研究采用 Illumina 平台对血清与组织样本中的病毒 RNA 进行测序，并使用 MEGAHIT 进行基因组从头组装。系统发育关系通过贝叶斯（Bayesian）方法重建。研究报道了十多年来加纳首例猪细小病毒3型（porcine parvovirus 3, PPV3）、犬细小病毒（canine parvovirus, CPV）、轮状病毒A基因型R16（rotavirus A genotype R16, RVA R16）以及牛肝炎病毒B亚型（bovine hepacivirus subtype B, BovHepV-B）的基因组序列。系统发育分析揭示细小病毒在非洲与欧洲之间存在洲际联系、肝炎病毒谱系的持续存在，以及轮状病毒跨物种传播的证据。值得注意的是，在表面上健康的动物中检测到这些病毒，凸显了未被认识的病毒循环、疫苗接种效果缺口、贸易相关生物安全漏洞，以及野生动物在病毒维持与传播中的作用。研究揭示了动物种群与生态界面间动态的病毒多样性与连通性，强调了病原体循环在“同一健康”系统中的流动性和互联性。通过整合宏基因组学与系统发育学，该研究为增强监测能力、实现新兴威胁的早期检测以及制定针对性策略以减轻西非人畜共患和经济重要性病毒病提供了可扩展的框架。
《Viruses》发表的这项研究聚焦于西非加纳农村地区人畜界面病毒多样性的基因组监测问题。当前全球约75%的新发传染病源于动物宿主，由人为、生态、社会经济和气候因素驱动。尽管“同一健康（One Health）”理念整合人、动物和环境监测被广泛认可为早期发现和缓解人畜共患威胁的关键路径，但针对家畜和野生动物的病原体监测资金远低于人类卫生系统，且在资源受限环境中动物种群的基因组监测能力尤为有限。西非因人口快速增长、家畜密度增加、环境变化及高水平人畜互动而为人畜共患病出现的热点区域。加纳虽积极实施“同一健康”策略并参与全球卫生安全议程，但2017年和2025年的联合外部评估（Joint External Evaluation）均指出其人畜共患监测能力存在持续性缺口。此前，猪细小病毒（PPV）、犬细小病毒2型（CPV-2）、牛肝炎病毒（BovHepV）和轮状病毒A（RVA）等具有兽医重要性的病毒在加纳的基因组数据极为稀缺，而这些病毒均具有潜在的人畜共患和经济风险。基于此，研究人员应用“同一健康”宏基因组学方法，调查加纳野生动物（蝙蝠）、家畜（牛和猪）及伴侣动物（狗）中的病毒多样性，旨在填补关键监测空白并为新兴人畜共患威胁的早期预警系统提供基线基因组数据。
研究人员开展研究采用的关键技术方法主要包括：样本来源于2022年在加纳阿散蒂、博诺东、萨凡纳、沃尔特和西部五个行政区采集的野生动物（蝙蝠），以及2023年采集的家畜（牛、猪）和伴侣动物（狗）血清或组织样本；病毒核酸提取后，采用RAPIDprep方法进行cDNA文库制备；利用Illumina NextSeq 1000平台进行双端2×50 bp测序；通过MEGAHIT进行从头组装，结合NCBI BLAST和InterPro数据库进行注释；运用贝叶斯系统发育方法（BEAST v10.5.0）重建进化关系，采用GTR核苷酸替代模型、非相关松弛分子钟及SkyGrid或恒定种群先验；利用AlphaFold3进行病毒蛋白结构预测；通过R及相关包进行地理可视化。
研究结果部分涵盖以下四个方面：
**加纳首例猪细小病毒3型（PPV3）和犬细小病毒2型（CPV-2）的基因组检测**：研究从沃尔特地区一头两岁雄性大白杂交猪血清中鉴定出PPV3完整基因组序列（PX310535.1），该序列与中国2018年猪源PPV3序列具有99%核苷酸一致性。贝叶斯系统发育分析显示，加纳PPV3与2010年罗马尼亚野猪、2016年意大利野猪序列聚类，估计其与这些欧洲野猪序列的最近共同祖先时间为2003年4月，而与意大利野猪序列MH884552.1的最近共同祖先时间约为2007年3月，提示该谱系可能在检测前已引入加纳。此外，研究从西部和萨凡纳地区的无症状本地犬中各获得一条CPV-2基因组序列，均属于CPV-2c变异株，与中国2020-2021年株系具有99%核苷酸一致性，两序列间编码区完全相同。系统发育分析显示加纳CPV-2c序列与西班牙、加蓬、中国及加拿大株系聚于同一国际亚支，估计其最近共同祖先时间为2018年12月，而两条加纳序列的最近共同祖先时间为2022年11月。
**加纳自2011年以来首例牛肝炎病毒（BovHepV）B亚型的检测**：研究从阿散蒂地区四头成年母牛混合样本中检测到BovHepV完整基因组（PZ284983.1），该序列与加纳2011年报道的BovHepV参考株NC_026797.1具有最高91%核苷酸一致性。系统发育分析将研究序列置于包含加纳2011年所有BovHepV B亚型序列的单系分支中，确认其属于BovHepV基因型1的B亚型，该分支估计最近共同祖先时间为1979年1月，支持该亚型在该地区长期持续循环。
**加纳首例轮状病毒A（RVA）片段1基因型R16的检测**：研究从阿散蒂地区一只亚成年雄性稻草色果蝠（Eidolon helvum）样本中获得RVA片段1近完整基因组（PZ284986.1），覆盖度95%。该序列与喀麦隆2013年同种蝙蝠R16基因型序列具有98%核苷酸一致性，与沙特阿拉伯2012年E. helvum序列同源性亦高。系统发育分析显示加纳序列与喀麦隆和沙特阿拉伯的E. helvum R16序列聚于同一单系分支，估计R16谱系最近共同祖先时间为1988年3月，而加纳序列与喀麦隆序列的最近共同祖先时间为2003年10月。这是加纳首次报道R16基因型，也为该病毒建立了新的宿主-地点关联。
**病毒蛋白质结构特征**：PPV3衣壳基因编码两个重叠的病毒蛋白（VP1和VP2），VP1含925个氨基酸且具有保守的磷脂酶A2结构域及可能的受体结合域；VP2含555个氨基酸，其C端碱性斑块可能作为DNA结合位点。CPV-2c株系的VP2蛋白变异集中于衣壳表面及3-fold突起周围，Q370R变异可能增强致病性，而第426位点的差异可能参与抗原漂移。BovHepV的E1和E2包膜蛋白与丙型肝炎病毒（HCV）相关，但E2蛋白短96个氨基酸，E1/E2异二聚体可能是疫苗设计的潜在靶点。RVA R16的RNA依赖RNA聚合酶（RdRp）结构在R16基因型中高度保守，N端结构域的氨基酸差异可能调节病毒复制。
讨论部分指出，加纳经历了多次人畜共患病暴发，本研究展示了跨物种基因组监测如何增强循环病毒的检测并揭示常规诊断未能捕捉的多样性。研究中观察到的加纳病毒与欧洲、中东及非洲其他地区的遗传联系，凸显了跨境过程（包括 livestock trade、动物移动及生态连通性）在塑造病毒循环中的作用，支持加强动物流动和进口种畜材料监测的必要性。无症状动物中的病毒检测表明存在亚临床感染和隐蔽传播循环，可能对生产力、贸易和生计产生影响。BovHepV的检出值得注意，因其可感染牛以外的鹿、绵羊和野猪等物种，且吸血蜱中检测提示可能的节肢动物媒介传播。CPV-2c的持续流行反映疫苗效果、接种覆盖率或变异株逃逸等问题，需要优化疫苗策略。研究局限性包括无法回访阳性农场进行确认采样、宏基因组学在低病毒滴度样本中完整基因组恢复困难（如RVA仅恢复11个片段中的片段1），以及横断面设计对传播动力学推断的限制。
研究结论表明：加纳人与动物界面存在动态病毒多样性和连通性，多种具有人畜共患和经济重要性的病毒在表面健康的动物中循环，揭示了未被充分认识的病毒传播、疫苗效果缺口、贸易相关生物安全漏洞以及野生动物在病毒维持与传播中的角色。通过整合宏基因组学与系统发育学，研究为增强西非监测能力、早期发现新兴威胁以及制定针对性缓解策略提供了可扩展的框架。在加纳联合外部评估建议的背景下，该工作展示了宏基因组学信息监测如何加强国家人畜共患病准备能力，并为更具韧性的数据驱动卫生系统做出贡献。在非洲扩大此类方法对于改善早期预警系统、指导干预策略以及加强未来人畜共患威胁的准备至关重要。
