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人类病毒数量高达万亿!昆明动物研究所发表人类病毒组多样性变化模型

2021-05-11 19:21 前瞻网   

 

人类病毒数量高达万亿!昆明动物研究所发表人类病毒组多样性变化模型

病毒几乎遍布地球的每个角落。作为人类微生物菌群的重要组成部分,口腔、皮肤、阴道、肺、胃肠道、血液、甚至脑脊液中均发现有大量病毒的存在;这些病毒在人体内以病毒群落形式存在,而这些病毒群落的集合即为人类病毒组(Human Virome)。

与肠道菌群中的细菌相比,病毒数量应该是细菌数量的10倍以上,可能高达万亿。人类病毒群落包括内源性逆转录病毒、感染人类细胞的真核病毒、感染细菌的噬菌体和感染古菌的病毒。人体病毒群落与宿主间存在协同进化,因而存在着复杂的相互作用。

现有研究发现人体病毒组与许多疾病间存在着紧密的联系,疾病可能会影响病毒组的多样性以及病毒组成,同时病毒组的改变也会反过来影响疾病的发病和进程。这些疾病不仅包括病毒源性的疾病,即由病毒感染直接引发的疾病,例如艾滋病、埃博拉出血热和流行性感冒等,还包括非病毒源性疾病,例如囊性纤维化、牙周疾病、炎症性肠病等。

但是,为什么对人类病毒的研究却落后于细菌和真菌的研究呢?与原核生物和真核生物不同,病毒不编码通常保守的基因,并且基因高度多样化。但随着高通量测序技术,宏基因组测序的发展以及许多有效的生物信息学方法的应用,人类病毒学研究已进入快速发展的时代。

近期,计算生物与医学生态学科组博士研究生肖琬蒙应用马占山先前提出的应用多样性-区域关系(DAR)模型(经典物种-区域关系(SAR)模型的扩展),首次获得了人类病毒群落多样性在个体间的异质性、群体水平的潜在多样性、以及“局部病毒群落” (例如单个人体病毒组)多样性在“全球病毒宏群落” (例如一地区人群)中所占的比值 (Ratio of local diversity to global diversity, LGD),并探究了疾病对这些参数的影响。该研究近期发表于《遗传学前沿》。

该研究有三个主要发现:(i)疾病对人类病毒群落在个体间多样性异质性的影响通常并不显著, (ii)相对比,潜在病毒多样性在健康对照与患者间可能存在显著差异 ;以及(iii)关于LGD参数,人体病毒群落的LGD参数远大于细菌群落。

这些发现提示,尽管我们体内病毒个体数量是细菌数量10倍,但从群体角度看:我们每个人对全球病毒多样性贡献反而要比对细菌多样性的贡献要来得高。

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责任编辑: 3976DBC

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