节肢动物特有的病毒:它们从哪里来,它们在做什么,它们要去哪里?

在数百种节肢动物传播的病毒(虫媒病毒)中,有些病毒,例如登革热、西尼罗河病毒和黄热病,可引起严重的人类感染。每年有数以百万计的感染病例,其症状从轻微发烧到致命的脑炎不等。这种痛苦是巨大的,相关的卫生保健费用和经济影响是巨大的。

40多年前,斯托拉尔和托马斯从植物中分离出“细胞融合剂”埃及伊蚊蚊子的细胞。该病毒在脊椎动物体内不能繁殖。1999年,在其他蚊子身上发现了这些“节肢动物病毒”中的另一种卡米提河病毒,此后在蚊子、蜱虫、蠓和其他无脊椎动物身上发现了许多表型相似的病毒。有些对节肢动物宿主具有致病性,但对脊椎动物没有致病性。

过去,检测和分离病毒的方法是使用实验室动物或培养细胞完成的。最近,使用分子方法的核酸检测使我们能够快速和特异性地识别病毒,而无需分离它们。很可能我们错过了识别这些节肢动物病毒。

在已描述的80多种节肢动物病毒中,大多数可归入定义明确的虫媒病毒和非虫媒病毒病毒科。然而,对分离物的进一步研究可能会揭示一些病毒可以感染脊椎动物。

这些不寻常的节肢动物限制性病毒的生物学特性、传播模式、全球分布(例如,在亚洲和美国都发现了一些病毒)、它们的基因组特征以及它们成为脊椎动物病原体或至少作为病毒库的潜力令人着迷,并可能为预防疾病、设计疫苗和理解病毒进化提供有用的信息。

对节肢动物的研究表明,它们的基因组可能是节肢动物病毒基因的来源。对病毒-载体关系的进一步研究可能为节肢动物本身的进化提供见解,并回答剩余的关键问题。

节肢动物仅仅是这一切的被动参与者吗?节肢动物不产生抗病毒抗体,这在脊椎动物中可能导致选择,例如更具致病性的病毒群。

为什么有些节肢动物病毒对节肢动物和培养的节肢动物细胞有致病性,而有些没有?也许它们在长期共存和共同进化之后,彼此处于平衡状态。

病毒及其病媒在病毒变异、“适应度”和其他适应表现方面的得失是什么?换句话说,当病毒适应新宿主时,基因上发生了什么变化,可能发生的特征改变的结果是什么?这个问题和其他问题使我们不禁要问,为什么许多病毒不是通过节肢动物传播的。

所有节肢动物病毒的基因组都隐藏在节肢动物基因组中吗?如果节肢动物病毒基因组可能部分地包含节肢动物基因组,这可能为节肢动物进化和病毒进化提供线索吗?

有多少病毒可以在一个节肢动物细胞中共同繁殖?虽然在某些情况下曾报道蚊虫多重病毒共感染,但至少有一些节肢动物病毒可防止与相关病毒的重复感染(干扰)。

为什么至少有一些节肢动物病毒在地理上分布如此广泛,而基因差异却明显很小?节肢动物病毒可能代表了与脊椎动物宿主无关的适应生存的遗传元素,并已过渡到这样的生命周期。它们可能是尚未转变为依赖脊椎动物的病毒形式。换句话说,这些节肢动物病毒可能是进化失败的,也可能是进化成功的,它们是潜在的脊椎动物病原体吗?

也许同样有趣的是这些病毒是否存在的问题。也就是说,除了坚持,他们在做什么?

Calisher CH1希格斯粒子年代2
1美国科罗拉多州立大学动物医学和生物医学科学学院微生物学、免疫学和病理学系病毒,节肢动物,进化柯林斯,科罗拉多州,美国
2生物安全研究所所长,美国堪萨斯州曼哈顿堪萨官方manbetx手机版斯州立大学Pat Roberts Hall 1041号

出版

在嗜血节肢动物中发现节肢动物特异性病毒:为理解虫媒病毒和节肢动物进化机制打开了一扇门?
Calisher CH, Higgs S
昆虫学报。2018年1月7日
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