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猴痘病毒的基因组重排可能是适应人类宿主的标志
在最近发表在 bioRxiv* 预印本服务器上的一项研究中，研究人员检查了猴痘病毒 (MPXV) 基因组中的基因组重排，并检查了这种重排是否代表病毒对人类（宿主）的适应。学习：猴痘病毒 2022 通过基因复制和丢失可能适应人类宿主。图片来源：Kateryna Kon/Shutterstock *重要提示：bioRxiv 发布未经同行评审的初步科学报告，因此不应被视为结论性的、指导临床实践/健康行为的信息，或被视为既定信息。背景研究表明，与核糖核酸 (RNA) 病毒相比，痘病毒的进化速度更慢，并且会发生基因组重排，例如基因丢失......
猴痘病毒的基因组重排可能是适应人类宿主的标志
在最近发表的一项研究中 生物Rxiv * Preprint Server，研究人员检查了猴痘病毒（MPXV）基因组中的基因组重排，并检查了这种重排是否代表病毒对人类（宿主）的适应。
Lernen: Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock
*重要提示：bioRxiv 发布未经同行评审的初步科学报告，因此不应被视为结论性的、指导临床实践/健康行为的报告，或被视为既定信息。
背景
研究报告称，与核糖核酸（RNA）病毒相比，痘病毒进化得更慢，基因组重排（例如基因丢失或获得）是适应宿主的主要驱动力。 2022 年，MPXV 爆发影响了世界大部分地区，MPX 似乎已经在人类社区中扎根。
关于学习
在本研究中，研究人员评估了 MPXV 的基因组损失和增益，并检查它们是否代表 MPXV 对人类宿主的适应。
通过全基因组分析（WGS）对聚合酶链式反应（PCR）确认为 MPXV 阳性的 339 份样本进行了测序。 研究小组从样本中提取脱氧核糖核酸（DNA）并制备鸟枪法文库。 他们通过从头组装构建了 MPXV 基因组，并将其映射到参考蛋白质序列。 对序列进行比对，并将所有基因组提交至 NCBI（国家生物技术信息中心）GenBank 数据库。
结果
该团队报告了 2022 年爆发的 5 个 MPXV 基因组，其中存在广泛的基因重复和丢失，包括从左 (L) 到右 (R) 末端反向重复 (ITR) 区域的相反基因组末端多达 18,000 bp 的重复，以及多达 16,000 bp 的插入位点删除，这可能是对人类宿主的适应。
在 2005 年的 I 型 MPXV 基因组和 2022 年当前多国 MPXV 爆发的基因组中也发现了 L 到 R 的重复。此外，在 MPXV/Germany/2022/RKI339 基因组中也检测到了 R 到 L 末端的重复。 MPXV/Germany/2022/RKI338 基因组在 L ITR 下游的同一位置显示 2,309 bp 缺失，但没有插入。
1958年至2018年间，在进化枝II的20个MPXV基因组中观察到相同的重复。MPXV/Germany/2022/RKI335基因组显示从L ITR下游区域（包括MPXVgp-005和-007基因）到R ITR上方MPXVgp-182和-188基因之间的局部区域的重复，导致 MPXVgp-184 和-187 截短并完全删除 MPXVgp185 和 MPXVgp186。
R末端区域的重复大小（2921个碱基对）和8893 bp缺失导致形成191176 bp长的总基因组，其中ITR区域延伸在6400 bp和9398 bp之间。 在 MPXV/Germany/2022/RKI336 基因组中观察到相同的缺失和重复，其中 MPXVgp-005 至 -008 基因重复，并在 R 端 MPXVgp-177 和 -188 之间插入，MPXVgp187 截短和 MPXVgp-178 至 -186 基因完全缺失。
4040 bp 的重复和 15303 bp 的缺失导致形成 185852 bp 长的基因组和 10460 bp ITR。 MPXV/Germany/2022/RKI337 基因组显示出相同的删除和重复模式，其中最大的 5282 bp 长重复 [MPXVgp-005 至 -010（缩短）] 朝向 R 末端区域，最大删除为 16926 bp [MPXVgp-176 至 -187（缩短）]。 MPXV/Germany/2022/RKI337基因组长度为185251 bp，具有11641个碱基对ITR。
MPXV 苏丹 2005 基因组在 L 到 R ITR 和 2108 bp 缺失后在同一区域显示出 10550 个碱基对重复。 E-ChVir28389 基因组中的重复显示从 L 到 R ITR 存在 858 bp 的重复以及 2048 bp 的缺失。 此外，在 MPXV/Germany/2022/RKI339 基因组中观察到 R-to-L 末端重复，该基因组在 L 末端区域有 18214 bp [基因 MPXVgp174（缩短）至 187（缩短）] 的重复，导致 6701 个碱基对引线的 MPXVgp-005 至 -010 基因缺失。
基因组长度增加至 208804 bp，其中 ITR 扩展为 24695 bp。 所有从L到R的重复均包含≥1个MPXVgp-005至-014基因，并删除≥1个MPXVgp-175至-187基因，或者对于R到L重复，反之亦然。 删除的基因与抗原信号传导的丧失或通过疾病减弱而持续进化持续相关。
相反，获得的基因可以促进宿主防御反应的免疫逃避。 MPXVgp-006 是一种表皮生长因子样蛋白，与痘苗病毒 C11R 基因同源，细胞培养实验表明 C11R 降低核因子 kappa B (NF-κB) 激活。 其他重复基因包括 MPXVgp-008（锌指蛋白，凋亡抑制）、MPXVgp-009 [白细胞介素 (IL)-18 功能抑制剂] 和 MPXVgp010（缩写为锚蛋白或宿主范围蛋白）。
此外，所有从L到R的重复导致至少MPXVgp-184（截短的）至-187（截短的）的缺失，并且MPXVgp-184,186没有表现出正痘病毒同源性。 MPXVgp-185 显示与痘苗 B22R 基因同源，而痘苗 B22R 基因与丝氨酸蛋白酶抑制剂同源。 B22R 删除已被证明可以降低痘苗病毒的毒力和复制。
对于 MPXV/Germany/2022/RKI337 和 MPXV/Germany/2022/RKI336 基因，MPXVgp180 (B19R) 和 MPXV182 (B21R) 被进一步删除并确定为潜在重要 MPXV 毒力基因的候选基因。 第三个候选D10L (MPXVgp013)以及基因B19R和B21R在MPXV/Germany/2022/RKI339基因组中重复，第四个在苏丹KC257459 MPXV基因组中重复。
文凭
总体而言，研究结果强调基因重复和丢失是当前 2022 年 MPXV 爆发的宿主适应的可能机制，并强调需要持续进行 MPXV 基因组末端监测工作，而不是或与正在进行的非同义 MPXV 突变监测相结合。
*重要提示：bioRxiv 发布未经同行评审的初步科学报告，因此不应被视为结论性的、指导临床实践/健康行为的报告，或被视为既定信息。
参考：
- Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
Mögliche Anpassung des Affenpockenvirus 2022 an den menschlichen Wirt durch Genduplikation und -verlust. Annika Brinkmannet al. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.21.512875 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.21.512875v1
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