연구자들은 매년 2천만 명을 감염시키고 전 세계적으로 44,000명의 사망자를 발생시키는 E형 간염 바이러스의 진화 과정을 조사합니다.

공부하다: 생쥐에서 E형 간염 바이러스의 고대 진화적 기원. 이미지 출처: Shutterstock AI / Shutterstock.com

최근 발표된 연구 PNAS 쥐에서 E형 간염 바이러스의 진화적 기원을 설명합니다. 이러한 발견은 설치류 관련 헤피바이러스에 대한 감시 및 위험 평가를 강화하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다.

E형 간염의 역학

E형 간염 바이러스는 E형 간염 바이러스과에 속하는 작은 단일 가닥 리보핵산(RNA) 바이러스입니다. 헤페바이러스과. 현재 추산에 따르면 매년 전 세계적으로 2천만 건 이상의 E형 간염 감염이 발생하고 44,000명이 사망하는 것으로 나타났습니다. 바이러스 전파의 주요 경로는 주로 오염된 물을 통한 대변-구강 경로입니다.

E형 간염 바이러스에는 8가지 유전자형이 있으며, 그 중 1번과 2번 유전자형은 인간에게서만 확인되었습니다. 돼지, 토끼, 낙타 등의 동물에서도 다른 유전자형이 보고되었습니다.

산업화된 국가에서 대부분의 E형 간염 감염은 동물성 유전형 3형과 4형에 의해 발생합니다. 이러한 감염은 주로 유제류와 때때로 설치류에서 발생하므로 설치류 관련 헤피바이러스의 인수공통 감염 가능성이 강조됩니다.

연구 결과

현재 연구에서 과학자들은 쥐의 다양한 헤피바이러스를 식별하기 위해 숙주 게놈 데이터를 채굴했습니다. 인간이 아닌 포유동물로부터 총 767만 건의 시퀀싱 실행이 분석되었으며, 이로부터 유전적으로 분리된 설치류 관련 헤피바이러스 2개가 확인되었습니다. 알려진 박쥐 관련 계통과 유전적으로 관련된 두 개의 박쥐 관련 헤피바이러스도 보고되었습니다.

이러한 관찰을 바탕으로 108종의 쥐와 뒤쥐 종에서 채취한 2,565개의 간 샘플을 분석하여 역전사 중합효소 연쇄 반응(RT-PCR) 분석을 사용하여 헤피바이러스를 검출했습니다. 이 샘플은 2011년부터 2018년 사이에 아프리카, 아시아 및 라틴 아메리카의 E형 간염 관련 바이러스에 대해 거의 연구되지 않은 지역 및 숙주로부터 수집되었습니다.

총 63개의 양성 샘플이 확인되었으며, 그 중 61개는 설치류 12종과 뒤쥐 2종에 속했습니다. 쥐의 간은 높은 바이러스 부하를 나타냅니다.

약 24개의 완전한 헤피바이러스 게놈이 생쥐, 뒤쥐 및 박쥐로부터 분리되었습니다. 이들 게놈은 개방형 판독 프레임 1(ORF1), ORF2 및 ORF3뿐만 아니라 공통 기능 도메인 및 모티프를 포함하는 공통 헤피바이러스 조직을 나타냈습니다.

모든 쥐 및 뒤쥐 관련 헤피바이러스는 높은 비율의 아미노산 서열 거리로 입증된 바와 같이 파슬라헤피바이러스 및 로카바이러스로부터 높은 서열 차이와 연관되었습니다. ORF1 및 ORF3 근처에서 가장 높은 서열 거리가 관찰되었는데, 이는 숙주 적응 또는 재조합 사건으로 인한 것일 수 있습니다.

유전적으로 다양한 헤피바이러스에 의한 감염 2건이 난쟁이 지방꼬리 저보아 2마리에서 발견되었는데, 이는 이들 설치류에서 유전적으로 다양한 헤피바이러스의 주된 순환을 나타냅니다. 이 샘플의 계통발생학적 분석에 따르면 설치류 관련 헤피바이러스는 공통 조상과 밀접하게 관련된 유기체로 정의되는 단일계통이 아닙니다. 설치류 관련 헤파바이러스는 인간 및 설치류 관련 E형 간염 바이러스와 기초 뼈 관계에서 5개의 분류군을 형성합니다.

매우 다양한 헤피바이러스를 보유하고 있는 설치류와 비교하여, 박쥐 및 조류 관련 헤피바이러스는 인간 관련 헤피바이러스와 멀리 떨어져 있는 단일 계통군을 형성합니다. 따라서 박쥐와 새는 인간과 관련된 E형 간염 바이러스의 진화적 기원에서 제한된 역할을 한 것으로 보입니다.

베이지안 프레임워크에서 조상 상태 재구성을 수행함으로써 인간과 관련된 E형 간염 바이러스의 직접적인 원인이 돼지와 낙타와 같은 유골에서 확인되었습니다. 또한, 최근 유제류 및 인간과 관련된 E형 간염 바이러스의 원인이 설치류에서 관찰되었습니다.

Parsimony 기반 조상 상태 재구성 및 계통 발생 재구성은 설치류가 hepiviral 교차 순서 호스트 이동의 주요 소스임을 밝혔습니다. 더욱이, 특정 뒤쥐 헤피바이러스는 설치류 관련 헤피바이러스 계통군으로 분류되었으며, 이는 지리적으로 겹치는 동물 사이에서 바이러스 교차 순서 숙주 전환을 제안합니다.

거리 기반의 계통발생 재구성도 수행되어 헤피바이러스와 설치류 및 유제류 숙주 사이의 전반적인 장기 진화 관계를 검증했습니다.

결론

연구 결과는 인간 E형 간염 바이러스의 고대 진화적 기원에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 설치류 관련 헤피바이러스에 대한 감시 및 위험 인자 평가 증가의 필요성을 강조합니다.

본 연구의 주목할만한 한계에는 비체계적 샘플링 및 RT-PCR 기반 테스트가 포함되며, 이는 다양한 헤피바이러스를 탐지하는 능력을 방해할 수 있습니다. 또 다른 제한은 공공 데이터베이스에서 숙주 게놈 데이터가 일관되지 않게 표현될 가능성이 있다는 것입니다. 그러나 큰 샘플 크기, 매우 다양한 헤피바이러스의 검출 및 집중적인 데이터 마이닝은 진화적 재구성의 견고성을 보장합니다.

인간 관련 E형 간염 바이러스에 대한 통제 가능한 동물 모델을 확립하는 것은 몇 가지 어려움에 직면해 있습니다. 가능한 모델 동물은 면역 능력이 있는 게르빌(gerbil)일 수 있으며, 이는 인수공통감염 및 비인수감염 E형 간염 바이러스 유전자형에 모두 취약합니다. 더욱이, 이 동물 모델은 E형 간염 감염에 대해 단지 몇 가지 유전적 변화만을 필요로 합니다.

따라서 다양한 설치류 관련 헤피바이러스와 설치류 숙주는 E형 간염 바이러스 감염에 대한 동물 모델을 최적화하기 위한 향후 연구를 뒷받침할 수 있습니다.