猴痘病毒最新基因测序:一种温和的西非毒株，与三年前的英国毒株相似
截至5月21日，来自葡萄牙、比利时和美国的三个研究小组分别公布了近期全球猴痘疫情中感染者携带的病毒的基因组序列草案。三种猴痘病毒(MPXV)的DNA序列初步同源，属于轻度西非毒株，与2018年和2019年在英国、新加坡和以色列发现的猴痘病毒密切相关。
此前，世界卫生组织称猴痘病毒有两个主要分支:西非分支和刚果盆地分支。西非分支死亡率低，约1%感染会导致死亡；刚果盆地支可导致10%的死亡率。
据世界卫生组织最新统计，截至5月21日，12个非猴痘流行国家向世卫组织报告了129例确诊病例和28例疑似病例。预计全球猴痘确诊病例将继续增加。猴痘通常以类似流感的症状和肿大的淋巴结开始。症状通常与天花相似，但比天花轻微。早期症状包括发烧、肌肉疼痛、发冷和疲劳。在更严重的情况下，皮疹通常出现在面部和生殖器上，类似于水痘和天花。疼痛和瘙痒病变可以在全身形成，最终变成结痂和脱落。
感染猴痘的人通常在感染后7至14天开始出现症状，病情通常会持续数周。世界卫生组织和美国疾病控制和预防中心都宣布，“尽管大多数人可以从病毒中康复，但在某些情况下，它可能是危险的，甚至是致命的。”
当地时间5月19日，葡萄牙国家卫生研究所的joo Paulo Gomes及其同事在https://virological.org网站上公布了一名葡萄牙男性患者5月4日携带的猴痘病毒基因组测序草图(PT0001)。这也是自近期世界多地爆发猴痘以来，猴痘病毒最新基因组的首个测序结果。
团队使用QIAamp DNA血液试剂盒(Qiagen)从患者皮肤渗出样本中提取猴痘病毒的DNA，使用快速条形码测序试剂盒(SQK-RBK004)在Oxford Nanopore MinION平台上对病毒基因组进行测序。全基因组平均覆盖深度约7倍。(覆盖深度又称测序深度，是指每个碱基被测序的平均次数，即测序数据总量与基因组大小的比值。)随后，团队使用INSaFLU在线平台将多个短基因片段(reads)映射到一个相关的参考基因组序列(MN648051.1)，并人工检查基因组序列以验证突变位置。公布的基因组草图序列覆盖了92%的参考序列。
图1:葡萄牙团队发表的遗传进化树分析草案基于52个猴痘病毒基因序列的核心比对(在137 668 bp基因序列中比对了955个突变位置)。
根据这篇论文，基因进化树分析草案显示，分离出的病毒与2018年和2019年从尼日利亚传播到英国、以色列和新加坡的病毒密切相关。作者表示，一旦获得高深度Illumina数据(测序仍在进行中)，将进一步呈现病毒基因组序列。
截至5月19日，葡萄牙已确诊20多例猴痘，相关研究人员已开始对多个病毒样本进行基因组测序。随着更多的病毒基因组被测序，数据和分析将进一步更新，这对阐明目前正在传播的病毒的起源和国际传播具有重要意义。”论文作者说。
比利时的样本报告于当地时间5月20日公布。比利时安特卫普大学的研究人员发布了他们对www.virological.org一名猴痘患者携带的病毒基因的测序报告。该比利时男性病例，30岁，有葡萄牙里斯本居住史，于5月13日因肛周丘疹和双侧腹股沟淋巴结痛性肿胀到ITM STI诊所就诊。他的伴侣后来出现了类似的症状。对皮损样本的初步调查显示，单纯疱疹病毒和梅毒螺旋体为阴性，而猴痘病毒为阳性。
随后，研究人员通过非靶标向宏基因组学方法，在牛津纳米孔的minION平台上获得了猴痘病毒的全基因组序列数据，重建了98.9%的基因组，平均测序深度为18.9次。
图2:比利时团队发表的猴痘病毒基因进化树。
据研究人员介绍，通过快速比较新测序的基因组与之前公布的基因组蛋白质编码区的核心区域，他们发现比利时猴痘病毒基因组(ITM_MPX_1)也属于猴痘病毒的西非分支，与最近上传的葡萄牙流行基因组关系最密切，这进一步证明了欧洲存在大量的社区传播。
美国研究人员发表了第三份猴痘病毒基因组测序报告(MA001)。当地时间5月20日，美国研究团队公布了5月18日在美国马萨诸塞州确诊的猴痘患者携带病毒的基因测序结果。目前数据结果仅发表在美国国家医学图书馆的数据库中，尚未有相关文章公开发表。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/2241461119)
英国爱丁堡大学的进化生物学家AndrewRambaut比较了三个基因序列草案，并评论说，
“与2018年的UK_P3(英国)基因组相比，MA001(美国)和PT0001(葡萄牙)的基因组序列有许多相同的核苷酸变异，其中一些是合理的。但由于都是通过纳米孔平台测序，所以可能包含这个平台的系统性人为误差。比利时的(ITM_MPX_1基因组)可能与这个分支不同——它位于这个进化树的如此底端是不寻常的，它与ma001和PT0001在许多位置上有n的区别。”
图3:安德鲁·兰博特总结的猴痘病毒基因进化树
图4:猴痘病毒基因组样品核苷酸变异的比较
“以前，我们估计天花病毒(一种与猴痘密切相关的病毒，属于正痘病毒)的基因组每年每个位点约有1×10-5个取代，这将导致病毒平均每年改变1-2个核苷酸。这是估计的最高值。然而，猴痘病毒可能没有完全相同的进化速度。”安德鲁·兰博特说。
与此同时，他表示，覆盖面更深的进一步测序将改善暴发病毒株共享基因组的创建。但是，在解释这些初始基因组时，除了定位2017-2019年进化分支的系统发育树之外，还要谨慎。
这次疫情是由单一病毒变种引起的吗？
根据SCI医学网的介绍，猴痘病毒是属于痘病毒科正痘病毒属的猴痘病毒，具有正痘病毒的典型形态。形态与正痘病毒一致，呈圆砖状或椭圆形，大小为200nm~400nm。猴痘病毒的基因组是双链DNA，长约197 kb，基因组末端含有一个相同但相反末端的反向重复序列。在物理化学上，猴痘病毒介于天花病毒和牛痘病毒之间。耐乙醚，耐干燥性强，但易被氯仿、甲醇、福尔马林灭活。56℃加热30分钟也容易使其失活。
人类与猴痘病毒的斗争已经持续了半个多世纪。1958年，这种病毒首次在猴子身上被发现用于研究，1970年，在刚果民主共和国发现了首例人类感染这种病毒的病例。但是在这种不寻常的猴痘在世界上许多国家流行之前，大多数猴痘感染发生在中非和西非。
2017年9月至2018年4月，尼日利亚爆发了西非有记录以来最大的人猴痘疫情。此次疫情共244例，其中确诊病例101例，地理分布在尼日利亚25个州和联邦首都，死亡6例(病死率2.5)。2017年9-12月的统计显示，病例以男性为主(75%)，年龄21-40岁(中位数30岁)。最初的一组病例(两兄弟、他们的叔叔和一名邻居)是在杀死和食用邻居捕获的猴子后发病的。
2018年，英国出现了三起猴痘病例，一名从尼日利亚返回英国的人感染了他们家庭的另外两名成员。今年欧洲首例猴痘病例也是在5月从尼日利亚返回英国后确诊的。
新美国科学家(www.Newscientist.com)杂志最近评论说，目前的猴痘疫情是除中非和西非以外同类疫情中最大的。随着更多的病毒基因组被测序，研究人员可能会得出结论，猴痘病毒的单一变异是否导致了最近疫情中的所有病例。
”但要确定这个变体是否是唯一的并不容易。文章说，即使在现在已经被充分研究的新冠肺炎，也很难将特定的突变与病毒传播能力的变化联系起来。猴痘病毒有一个巨大的基因组——大约20万个碱基对，而冠状病毒只有3万个碱基对——科学家目前还没有对其进行如此深入的研究。
