一種新型的源自黑猩猩的腺病毒，是由Mastadenovirus exoticum和Mastadenovirus blackbeardi的重組體構成的。該病毒揭示了類人猿腺病毒中具有譜系特異性的重組熱點區(qū)域
《Virology》：A novel chimpanzee-derived adenovirus, a recombinant of
Mastadenovirus exoticum and
Mastadenovirus blackbeardi members, reveals lineage-specific recombination hotspots in simian adenoviruses
編輯推薦：
靈長類腺病毒重組基因組分析及進化機制研究，揭示墨西哥圈養(yǎng)黑猩猩分離的重組腺病毒攜帶HAdV-E背骨與HAdV-B型六角蛋白基因，通過全基因組測序和重組檢測算法確認跨物種重組事件，并比較靈長類腺病毒重組模式，發(fā)現(xiàn)重組熱點存在物種特異性，為腺病毒進化與宿主傳播機制提供新證據(jù)。
埃雷特·A·羅布萊斯-查韋斯（Ereth A. Robles-Chávez）、勞爾·E·洛佩斯（Raúl E. López）、拉蒙·A·岡薩雷斯（Ramón A. González）、安赫利卡·瓦萊-康斯坦蒂諾（Angélica Valle-Constantino）、萊昂·P·馬丁內斯·卡斯蒂利亞（León P. Martínez Castilla）、亞當·巴爾博薩-洛佩斯（Adan Barbosa-López）、塞萊娜·馬爾多納多-洛佩斯（Selene Maldonado-López）、胡里奧·C·梅迪納·阿維拉（Julio C. Medina ávila）、瑪·伊莎貝爾·薩拉薩爾（Ma Isabel Salazar）、阿圖羅·雷耶斯-桑多瓦爾（Arturo Reyes-Sandoval）、赫蘇斯·M·托雷斯-弗洛雷斯（Jesús M. Torres-Flores）
墨西哥國立理工學院生物科學學院-國家熱帶病毒與疫苗學實驗室（Laboratorio Nacional de Vacunología y Virus Tropicales, LNVyVT），墨西哥城
摘要
腺病毒是一類遺傳多樣性豐富的無包膜雙鏈DNA病毒，能夠感染多種脊椎動物宿主，包括人類和非人類靈長類動物。猴腺病毒具有特殊的進化意義，因為它們與人類腺病毒關系密切，存在跨物種傳播現(xiàn)象，并且基因組重組事件影響了它們的多樣性。然而，關于在美洲傳播的猴腺病毒的基因組信息仍然有限，其重組模式也尚未得到系統(tǒng)研究。本文描述了一種從墨西哥圈養(yǎng)黑猩猩中分離出的重組腺病毒的完整基因組，并探討了猴腺病毒的重組模式。對該病毒部分六鄰體基因和DNA聚合酶基因區(qū)域的測序結果顯示，聚合酶序列屬于Mastadenovirus exoticum（HAdV-E）譜系，而六鄰體序列則屬于Mastadenovirus blackbeardi（HAdV-B）譜系。全基因組測序和多種重組檢測算法，結合引導掃描及片段級系統(tǒng)發(fā)育分析表明，該病毒的六鄰體基因片段被替換為與人類腺病毒3型相關的片段。這一替換事件涉及高度變異的區(qū)域1至7（環(huán)1和2），這些區(qū)域包含重要的中和表位。為了將這一現(xiàn)象置于更廣泛的進化背景下，我們使用了所有已知的靈長類腺病毒基因組進行了比較分析。重組事件主要發(fā)生在晚期結構基因和E3區(qū)域，但在不同物種間存在差異，表明這些重組熱點具有物種特異性而非普遍存在。這些發(fā)現(xiàn)擴展了我們對靈長類腺病毒基因組嵌合性的認識，并強調了比較分析在理解腺病毒進化過程中的價值。
引言
腺病毒（AdVs）是一類遺傳多樣化的無包膜病毒，具有線性雙鏈DNA基因組，長度約為25至48千堿基對，能夠感染多種脊椎動物，包括哺乳動物、鳥類、爬行動物、青蛙和魚類（Allayeh等人，2022年；Benko等人，2022年；Bots、Kemp、Dautzenberg等人，2022年；Davison等人，2003年）。幾乎所有感染哺乳動物的腺病毒都屬于Adenoviridae科的Mastadenovirus屬。其中，靈長類腺病毒（SAdVs）根據(jù)首次描述的宿主進行命名：非人類靈長類動物中的猴腺病毒（SAdVs）和人類腺病毒（HAdVs）（Medkour等人，2020年；Podgorski等人，2018年；Wevers等人，2010年）。迄今為止，已報告超過50種SAdV類型，其分類主要基于DNA聚合酶、E3 19K、UXP、VA RNA、五鄰體基因和六鄰體基因等具有分類學信息的基因位點的系統(tǒng)發(fā)育分析（Bots & Hoeben，2020年；Wevers等人，2011年）。然而，比較基因組分析表明SAdV并非單系群，而是分布于多個Mastadenovirus物種中，包括M. adami、M. blackbeardi、M. caesari、M. exoticum、M. faecale和M. russelli（歷史上分別稱為HAdV-A、-B、-C、-E、-F和-G），以及M. simiae、M. cynocephali和M. flavi等物種（歷史上被歸類為SAdV-A至SAdV-I）。這種分布模式表明歷史上存在多次跨物種傳播和多樣化事件（Borkenhagen等人，2019年；Pinski等人，2024年；Wevers等人，2011年）。
系統(tǒng)發(fā)育研究表明，腺病毒在多種脊椎動物宿主間存在多次跨物種傳播，這進一步證明了SAdV與HAdV之間存在深厚的進化聯(lián)系（Bots、Kemp、Cramer等人，2022年；Wevers等人，2011年）。這種進化關聯(lián)引發(fā)了關于反復發(fā)生的跨物種交換如何促進腺病毒基因組多樣化的疑問，重組過程被認為在其中起著核心作用（Kosoltanapiwat等人，2023年；Pinski等人，2024年）。一些HAdV和SAdV表現(xiàn)出由同源重組生成的嵌合基因組（Podgorski等人，2023年；Walsh等人，2010年；F. Wang等人，2024年），這種過程可能導致具有更強動物傳染潛力的新譜系出現(xiàn)，可能是某些HAdV產生的機制（Kosoltanapiwat等人，2023年；Veith等人，2023年）。例如，人類腺病毒B76（HAdV-B76）的基因組顯示嵌合特征，其中某些區(qū)域與感染黑猩猩和倭黑猩猩的腺病毒基因組高度相似（Dehghan等人，2019年）。人類腺病毒3型（HAdV-3）被認為是通過人類腺病毒和猴腺病毒之間的自然重組產生的，這是不同宿主物種間腺病毒譜系間基因組嵌合的典型例子（Han等人，2018年；C. Wang等人，2024年）。最近對SAdV的研究（包括與HAdV-G52相關的病毒）進一步證明了跨物種重組的存在，表明某些HAdV的結構基因（如六鄰體和纖維基因）來源于SAdV譜系（Kosoltanapiwat等人，2023年）。這些事件不僅產生了基因組嵌合體，還對宿主范圍、組織趨向性和免疫逃逸能力具有重要影響（Podgorski等人，2023年）。
盡管越來越多的證據(jù)表明重組在腺病毒進化中起關鍵作用，但大多數(shù)研究仍集中在HAdV上，尤其是HAdV-D和HAdV-C，而其他物種（如HAdV-B和HAdV-E）以及SAdV的信息仍然不足（Lei等人，2023年；Mao等人，2017年；Park等人，2024年；Rivailler等人，2019年；C. M. Robinson等人，2011年；Singh等人，2019年）。此外，SAdV之間的基因組重組模式尚未得到充分研究，這一問題因缺乏美洲地區(qū)SAdV的基因組數(shù)據(jù)而更加突出。本文報道了從墨西哥圈養(yǎng)黑猩猩（Pan troglodytes）中分離出的一種重組SAdV的完整基因組特征，該病毒具有Mastadenovirus exoticum（HAdV-E）的骨架和Mastadenovirus blackbeardi（HAdV-B）類型的六鄰體基因。通過全基因組測序、系統(tǒng)發(fā)育重建和多種重組檢測方法，我們證實該病毒含有通過猴腺病毒和人類腺病毒同源重組產生的嵌合六鄰體基因。進一步將其置于靈長類腺病毒的比較框架中，揭示了物種特異性的重組模式，并將其置于SAdV更廣泛的進化背景中。
樣本收集與處理
2024年3月，墨西哥米卻肯州莫雷利亞市Benito Juárez動物園（坐標19.684164°N, 101.194080°W）的授權人員對圈養(yǎng)非人類靈長類的糞便樣本進行了腺病毒檢測。該機構隸屬于墨西哥聯(lián)邦動物衛(wèi)生和生物安全監(jiān)管機構
病毒分離與鑒定
從檢測結果呈陽性的圈養(yǎng)黑猩猩糞便樣本中提取病毒，用于感染A549細胞（這種細胞對腺病毒感染敏感）。感染細胞在連續(xù)傳代培養(yǎng)過程中表現(xiàn)出典型的腺病毒細胞病變效應（CPE）。大約在感染后48小時，感染細胞出現(xiàn)典型腺病毒癥狀（圖1A，下圖），包括細胞圓形化、折射率增加和細胞脫離討論
本研究分離并鑒定了一種重組SAdV，其六鄰體基因來源于人類腺病毒3型（HAdV-B3），而基因組骨架則屬于與猴腺病毒26型（SAdV-26/HAdV-E）相關的HAdV-E。這一重組事件得到了多方面證據(jù)的支持，包括PCR和Sanger測序確認的斷裂點區(qū)域、RDP5軟件中的一致信號，以及片段級最大似然系統(tǒng)發(fā)育分析結果CRediT作者貢獻聲明
萊昂·P·馬丁內斯·卡斯蒂利亞（León P. Martínez Castilla）：撰寫、審稿與編輯、軟件使用、數(shù)據(jù)分析。塞萊娜·馬爾多納多-洛佩斯（Selene Maldonado-López）：資源提供。亞當·巴爾博薩-洛佩斯（Adan Barbosa-López）：資源提供、方法設計。瑪·伊莎貝爾·薩拉薩爾（Ma Isabel Salazar）：撰寫、審稿與編輯。胡里奧·C·梅迪納·阿維拉（Julio C. Medina ávila）：資源提供。赫蘇斯·托雷斯-弗洛雷斯（Jesus Torres Flores）：撰寫、審稿與編輯、項目監(jiān)督、資金申請、數(shù)據(jù)分析、概念構建。阿圖羅·雷耶斯-桑多瓦爾（Arturo Reyes-Sandoval）：撰寫、審稿與編輯。勞爾·E·洛佩斯（Raúl E. López）：原始研究撰寫未引用參考文獻
Bots等人，2022年；Groitl和Dobner，2007年；Robinson等人，2011年；Wang等人，2024年。
利益沖突聲明
作者聲明不存在可能影響本文研究的利益沖突。致謝
本研究得到了墨西哥國家人文科學技術創(chuàng)新委員會（Consejo Nacional de Humanidades Ciencia Tecnología e Innovación, CONAHCYT）的資助（項目編號322595）以及墨西哥國立理工學院研究生院研究部的資助（項目編號2281）。
