感染乙型流感病毒的人体细胞的彩色扫描电子显微照片。

感染了流感病毒的人细胞(人工着色),这种病毒可能在传播到陆地动物之前在鱼类中出现。来源:Steve Gschmeissner/科学图片库

流感病毒可能是从鱼类开始的。研究人员在基因数据库中发现了流感病毒的一个远亲——季节性流感就是由流感病毒引起的,更不用说流感病毒了禽流感席卷全球-在鲟鱼1

作者还发现,包括流感在内的更广泛的病毒家族可能起源于数亿年前的原始水生动物,它们的进化远远早于第一条鱼。

澳大利亚悉尼大学病毒学家玛丽·佩特龙(Mary Petrone)说,这组病毒似乎特别擅长在宿主之间跳跃。她是描述这一发现的预印本的合著者之一。了解古代宿主的跳跃可以帮助科学家识别有可能引发新的人类流行病的病毒.这项研究于2月16日发表在预印本服务器bioRxiv上,尚未经过同行评审。

流感起源的故事

像许多病毒学家一样,Petrone在大流行的头几年里集中研究了SARS-CoV-2。但当她搬到澳大利亚做博士后研究时,Petrone想要避开人类感染,并在该国最著名的生态系统之一度过一段时间。“在研究COVID两年之后,我想去珊瑚礁做实地调查听起来真的很棒,”她说。

珊瑚是刺胞动物门的一部分,其祖先大约在6亿年前从其他动物中分离出来。Petrone希望研究珊瑚可以揭示感染动物的病毒的更深层次的历史,尤其是那些具有RNA基因组的病毒。这种病毒群包括许多人类和动物病原体。

佩特龙的第一个电话不是打给一家潜水店,而是打给了澳大利亚本特利科廷大学的珊瑚礁研究员佐伊·理查兹(Zoe Richards),她提供了在西澳大利亚海岸采集的两种珊瑚样本。分析从珊瑚中收集的RNA发现了感染病毒的证据,这些病毒属于一种叫做Articulavirales其中包括流感病毒家族和一组名为Quaranjaviruses的病毒。后者的成员在蜱虫中传播,偶尔会蔓延到人类、鸟类和其他脊椎动物身上。

新的分析表明,感染珊瑚的病毒是一个古老病毒家族的一部分,这个病毒家族可能出现在大约6亿年前,后来又产生了其他成员Articulavirales,包括流感和流感病毒。

盲鳗的秘密

这一发现让Petrone怀疑流感病毒是否也可能在海洋中诞生。对此已经有了一些证据。2018年,研究人员在盲鳗中发现了流感的远亲2.这些黏糊糊的、没有下巴的生物来自早期的脊椎动物谱系,该研究的作者暗示,流感是与脊椎动物一起进化的。

在基因数据库中,Petrone从西伯利亚鲟鱼(鲟鱼属baerii).鲟鱼是有颚的脊椎动物,与人类的亲缘关系比盲鳗更近。但是,鲟鱼病毒在包括盲鳗病毒在内的任何其他已知流感病毒之前,就已经从主要流感家族树中分支出来了。

Petrone说,流感的两种早期谱系的发现表明,流感可能在传播到陆地之前就感染了水生动物,包括鱼类。但目前尚不清楚流感是随着早期陆生脊椎动物进入陆地,还是最近才从海洋跳到陆地。

研究人员说,为了确定这一点,研究人员需要在更多动物中寻找流感的近亲,并更好地了解病毒是如何在宿主物种之间传播的。

出生在海上

中国上海巴斯德研究所的进化病毒学家崔洁同意流感及其更广泛的家族可能起源于海洋的观点。2021年,他的团队分析了深海龙虾的基因组,并确定了流感病毒更广泛群体的一部分3..“水生环境中有大量未开发的病毒多样性,”他说。

英国格拉斯哥大学的进化病毒学家罗伯特·吉福德(Robert Gifford)说,如果能发现一组主要的病毒不是在水生环境中产生的,那将是令人惊讶的古老的海洋生物.“这项研究提供了令人信服的证据,证明流感病毒有水生起源。”

研究人员说,确定古代宿主的跳跃还可以帮助研究人员评估某些病毒对人类造成的风险。Petrone的团队发现有迹象表明,感染蜱虫的quaranjavavirus可能是在甲壳类动物中首先传播后,才传染给蜱虫的。

康涅狄格州纽黑文耶鲁大学公共卫生学院的树病毒学家Chantal Vogels补充说,发现这种跳跃表明,对水生病毒的研究“可以帮助我们更好地理解具有人畜共患潜力的病毒的历史出现和进化”。

吉福德同意,像佩特龙这样的研究可以帮助识别有能力在人类和其他动物中引发流行病的病毒。但他警告说,随着更多的病毒家族树被填充,重新洗牌关系,关于古代宿主跳跃的结论可能会改变。