奥罗普切病毒(OROV)于2024年5月在古巴被报告,并迅速在全国传播。研究人员在2024年5月至7月鉴定的147例逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)阳性病例中,对39个OROV全基因组进行了测序。系统发育分析(phylogenetic analysis)显示,所有序列形成一个单系群,嵌套在名为OROVBR-2015–2025的重配谱系(reassortant lineage)内,该谱系自2023年以来在巴西广泛传播。额外的系统发育地理学分析(phylogeographic analysis)表明,古巴亚支可能起源于2024年2月初从巴西阿克里州的一次病毒引入,随后隐匿传播直至5月被识别。引入可能发生在该国中部地区,病毒从该地区扩散并在西部和东部地区建立了次级传播枢纽。这些发现强调了OROV超越南美洲(其传统流行区域)的传播能力。
**研究背景**
奥罗普切病毒(OROV)是一种分节段单股负链RNA病毒,通常引起轻微疾病,但可导致脑膜炎、脑炎等严重症状。2024年,该病毒在巴西亚马逊地区以外广泛传播,引发泛美卫生组织警报。同年5月,古巴确认出现本地OROV传播,至8月28日已报告506例确诊病例,遍布全国99个市镇。此前研究显示,巴西持续暴发源于2010–2014年间出现的重配谱系(命名为OROVBR-2015–2025),该谱系于2023–2024年扩散至巴西非流行区。古巴初步的S片段系统发育分析提示其序列与巴西2023–2024年序列密切相关。然而,病毒如何传入古巴、在古巴内部的时空扩散动态尚不清楚。本研究旨在通过全基因组测序和系统发育地理学分析,揭示古巴首次OROV引入的起源、时间以及全国快速扩散的机制。该论文发表在《Nature Medicine》。
**关键技术与方法**
样本来源:2024年5月12日至7月9日,古巴14个省份(共15个省,拉斯图纳斯省和青年岛特区无阳性样本)采集217例疑似病例血清,经实时逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测,147例(67.8%)为OROV阳性。研究人员选择其中39例(基于循环阈值≤28.5及地理和时间代表性)进行全基因组测序,使用Illumina MiSeq平台的COVIDSeq试剂盒和OROV特异性引物,组装L、M、S三个片段。主要分析方法:最大似然法(ML)系统发育分析(IQ-TREE软件,GTR+G4+I模型,支持率评估用SH-aLRT);离散贝叶斯系统发育地理学分析(BEAST软件,非对称离散模型,贝叶斯随机搜索变量选择,贝叶斯因子检验);连续贝叶斯系统发育地理学分析(松弛随机游走模型,Cauchy分布,结合患者居住地经纬度坐标)。同时使用RDP5软件检测重组信号,并采用贝叶斯Skyline模型估计有效感染数。
**研究结果**
**1. 系统发育分析揭示古巴病毒属于巴西重配谱系**
通过对L、M、S三个片段分别及串联序列进行ML系统发育分析,发现所有古巴序列形成一个高度支持的单系群(OROV-CU,近似似然比检验aLRT=1.0),嵌套在巴西AMACROI和AMACROII亚支内,后者涵盖巴西北部、东南部和南部多个州。该结果表明古巴病毒来自巴西重配谱系OROVBR-2015–2025。
**2. 离散系统发育地理学分析显示单次引入来自巴西阿克里州**
基于串联基因组的贝叶斯分析(包括最古老序列、AMACROI/II亚支所有序列及古巴序列),确认OROV-CU亚支后验概率(PP)为1.0,最可能来自巴西阿克里州的一次引入事件(后验状态概率1.0)。贝叶斯因子检验显示仅阿克里–古巴间非零速率显著支持(BF 21.3),其他巴西地点与古巴间无显著支持。OROV-CU亚支最近共同祖先时间(TMRCA)估计为2024年2月10日(95%最高后验密度区间:2024年1月4日至3月17日)。
**3. 连续空间扩散模型揭示古巴内部传播动态**
利用患者居住地经纬度进行连续系统发育地理学分析,显示病毒从古巴中部省份(谢戈德阿维拉、圣斯皮里图斯、卡马圭)作为主要引入点和早期流行中心,于3月初至7月初向西部和东部扩散。西部路径经马亚贝克、阿特米萨省,于5月中旬传播至比那尔德里奥、马坦萨斯省,6月下旬至哈瓦那;东部路径经奥尔金省,5月初扩散至圣地亚哥、关塔那摩省。中位扩散事件距离22 km,其中短距离(<2 km)占8%,中距离(11–30 km)占33%,长距离(>30 km)占37%。中位扩散速度1.90 km/天(95% HPD 0.77–3.18 km/天),在研究期间相对稳定。基于共祖的贝叶斯Skyline模型显示,OROV-CU在3月中旬前为缓慢增长,3月中旬至4月中旬快速指数增长,之后进入平台期。
**4. 重配谱系扩散特征与人群移动的作用**
与巴西亚马逊地区(多数扩散事件<2 km,速度0.66–1.00 km/天)相比,古巴的长距离传播比例更高(>10 km占70%),表明感染者移动是省际传播的主要驱动因素。尽管速度估计值有重叠,但古巴的扩散速度更快。
**讨论与结论**
讨论指出,古巴OROV-CU亚支与巴西AMACROII亚支密切相关,该亚支在巴西六州(包括亚马逊及非亚马逊地区)流行。与巴西非亚马逊州同时期出现的病毒相比,古巴病毒更可能来自阿克雷州,因该州自2023年8月已有AMACROII循环,且存在阿克雷–古巴直飞航班。然而,西部亚马逊地区采样不均衡可能造成偏倚。病毒在古巴隐匿传播约3个月(2月至5月),中部省份最初缓慢扩散,后期快速扩张至全国。研究存在局限性:仅测序26.5%阳性病例,排除高Ct值样本;未检测早期阴性样本,可能低估时间误差;主要媒介未确认(已在致倦库蚊和蠓中检测到病毒,但具体角色不明)。
**研究结论**:OROV在古巴的本土传播证明了该病毒超越传统流行区域(南美洲)的传播能力。这引发了对潜在未知媒介参与的担忧。鉴于环境、气候和人口变化是全球现象,OROV可能在美洲及其他地区进一步传播并不意外,加强全球监测、改进媒介控制策略和推进病毒传播驱动因素的研究至关重要。