环境顶刊Water Research：广东省CDC揭示人群诺如病毒的分布及分子进化特征

病毒学界

系统、及时地解析病毒在人群的分布、变异和传播规律是病毒传染病防控的研究重点。诺如病毒（Norovirus，NoV）是重要的肠道病原，全球约20%的急性肠胃炎是由诺如病毒感染引起。2014以来，诺如病毒的流行特征发生重要改变：即由单一GII.4基因型的全球流行转变为不同基因型通过分子变异和重组形成区域流行和全球传播。而当前，对诺如病毒的分子监测主要基于临床病例开展，存在采样偏差导致的片面性和滞后性。一些在人群中潜在流行的病毒型别往往难以捕捉，这些型别如GII.17、GII.2可以通过快速的变异或重组引起暴发疫情。建立一个可达的、实时的分子监测系统具有重要的公共卫生意义。

广东省公共卫生研究院陆靖团队与广东省疾病预防控制中心郑焕英、方苓等人开发了基于高通量测序解析环境污水中诺如病毒型别分布及丰度的方法。基于此方法，团队对广州市2013-2018环境污水中诺如病毒载量，病毒基因型分布及流行基因型的分子进化开展一系列深入研究，研究成果近期发表在环境顶刊Water Research（IF 9.1）。

研究结果发现：1）环境污水中诺如病毒的丰度及变异株的出现与人群疫情暴发数量正相关；2）通过环境污水监测可以发现更多的人群潜在流行的诺如病毒基因型别；3）通过环境污水监测可以较基于疫情的监测系统提前发现新的变异型别和重组型别以及分子进化过程。因此，利用高通量测序开展环境污水中的诺如病毒分子监测可以较为全面、及时地反映病毒在人群的分布和分子变异。

图1. 研究项目示意图。

图2. 2013-2018年每月广州市环境污水中诺如病毒载量变化以及人群诺如病毒疫情的暴发数量。

图3. 基于2013-2018年广州市污水中诺如病毒GII.17和GII.2基因型序列构建最大似然法的分子进化树（ML Tree）。(A) 依据不同时期污水中的GII.17的OTU序列构建分子进化树，每一个圆点代表一个OTU序列，不同颜色对应污水不同的采集年份，圆点大小对应此OTU在当月污水中的丰度；黑色圆点表示bootstrap值>80%（B）依据进化树中对不同进化分支的分类结果，计算不同GII.17变异株（不同颜色表示，与图A中分支的标识颜色一致）在污水中的丰度变化以及人群中对应基因型别的疫情暴发数量（柱形图）。与之类似，（C）（D）表示污水中GII.2病毒的分子进化树及其不同进化分支在污水中的动态分布。

总结：通过对广州市2013-2018年环境污水的高通量测序数据及人群诺如病毒暴发疫情数据开展研究，结果证明通过污水监测能较为全面反映区域人群诺如病毒基因型别的分布，特别是提前监测到新变异株的出现及其丰度变化，提示人群暴发疫情风险。研究提供了一个新的可达的实时监测人群诺如病毒分布的体系，可以丰富当前以疫情和临床病例为主的疾病监测方案。同时，也为其它重要传染病病毒的分子监测提供思路和技术方法。研究受广东省重点研发项目（2019B111103001）、广东省协同创新项目（2018B020207006）及广州市科技计划项目（201804010030）及资助。

本期编辑：Tony

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