曹务春/赵方庆发表《Cell》封面文章，首次揭示不同蜱虫物种的遗传结构和病原体分布特点学术资讯

来源：生物医学大讲堂

8月18日，山东大学生态健康研究院院长、山东大学公共卫生学院讲席教授、军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所曹务春研究员与中国科学院北京生命科学研究院赵方庆研究员合作在国际顶级期刊Cell（《细胞》）以封面文章形式发表了题为“Large-scale comparative analyses of tick genomes elucidate their genetic diversity and vector capacities”的研究论文。该研究对我国27个省市自治区，覆盖8种生态地理区系的678组蜱虫样本进行了重新测序和大规模比较分析，探索了蜱虫的常见遗传基础，并首次揭示了不同蜱虫物种的遗传结构和病原体分布特点，为深度研究蜱及蜱媒传染病提供了重要理论依据。

山东大学公共卫生学院流行病学系博士生杜立锋，军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所贾娜副研究员、中国科学院北京生命科学研究院王金锋副研究员、军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所石文强助理研究员、军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所孙毅研究员为该论文共同第一作者。公共卫生学院博士后赵琳，博士生王倩、魏佳特、叶润泽共同参与了此项工作。曹务春研究员、赵方庆研究员为共同通讯作者。

蜱虫（Acari：Ixodidae）是一种专门吸血的节肢动物，是一种传播人兽共患病的重要媒介，广泛分布于世界各地。作为严格的吸血性节肢动物，蜱几乎可以叮咬陆地上所有的动物，且吸血时间长、吸血量大、生活史复杂。这些特点使蜱携带了最广泛的病原体种类，包括病毒、细菌、真菌、寄生虫；传播40余种疾病，如森林脑炎、克里米亚-刚果出血热、发热伴减少综合征、莱姆病、立克次体病、无形体病、巴贝西虫病等，可导致死亡或慢性后遗症，严重影响生活质量。伴随我国退耕还林还草，生态环境改善，人们与大自然日益亲近，被蜱虫叮咬和患病的几率与日俱增，然而由于缺少对蜱的认识，经常被认为得了“怪病”，引起恐慌。防控蜱及蜱媒传染病，亟需对蜱生物特性的遗传背景、物种基因组多样性、病原体-宿主相互作用等关键问题的深度认识，然而蜱基因组研究一直是一项空白，全球也仅有肩突硬蜱1个蜱种的基因组发布，严重制约了蜱及蜱媒传染病的防控工作。
研究采用三代测序结合Hi-C染色体构象捕获技术辅助基因组组装，首次报道了我国6大广布蜱种的高质量基因组，包括全沟硬蜱（Ixodes persulcatus）、长角血蜱（Haemaphysalis longicornis）、森林革蜱（Dermacentor silvarum）、亚洲璃眼蜱（Hyalomma asiaticum）、血红扇头蜱（Rhipicephalus sanguineus）和微小扇头蜱（Rhipicephalus microplus）。

我国共有2科9属130种蜱，物种多样性可见一斑。由于以往缺乏基因组数据支撑，蜱的遗传多样性及其分布规律研究一直难以深入开展。该研究对6大蜱种多个生态地域、不同生境来源的大规模标本进行了基因组重测序，构建的线粒体和核基因组系统发育树表明蜱的群体进化具有生态地域性和物种特异性。例如，来自新疆和内蒙古的亚洲璃眼蜱，虽然形态上极为相似，却具有不同的遗传特性；长角血蜱虽然为广布种，但其遗传多样性相对较低、基因组相对保守；而寄生于牛等偶蹄类家畜的单宿主蜱-微小扇头蜱，明显分为三个不同的进化分支，且与地域性相关，提示单一的宿主特性可能促成了不同地域微小扇头蜱的进化选择。
依托该图谱及相关数据，研究系统阐示了不同蜱种的演化历史及分化时间，并通过比较基因组和差异转录组分析，从血红素利用、铁代谢、活性氧（ROS）平衡、细胞与体液免疫几方面揭示了蜱专性吸血的遗传学基础。该研究发现，全沟硬蜱吸食宿主广泛、长角血蜱分布范围广泛、微小扇头蜱单一宿主的生活史等特性与丝氨酸膜蛋白裂解酶（TMPRSS6）、细胞色素P450、化学感受器受体（IRs）等特定基因家族的扩张与收缩有关。该研究深入挖掘了蜱的生物特性、病原体与宿主互作关系等的特征，揭示了蜱的遗传多样性和分布规律、蜱适应生态环境的演化过程，并首次为识别蜱携带的大量微生物与新发病原体提供了重要的微生物组数据，为研究与控制蜱及蜱媒传染病提供了宝贵资源与重要理论依据。

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https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.023

来源：ibio-china 生物医学大讲堂

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