科学家发现6624个新型病毒分类单元

作者 孙国根 吴苡婷

复旦大学生命科学学院兼职教授张永振带领他的科研团队（第一作者：青年研究员陈燕玫和悉尼大学悉尼传染病研究所博士研究生萨布丽娜· 萨迪克等），历经7年，从2015年起辗转中国 16 个省市区的 32 个环境 (山区、草原、自然保护区、农田、池塘、沟渠、河流、湖泊等)各类生境采集各类土壤、底泥,以及野生与家养动物的粪便等样本开展调查，发现了 6624 个新型病毒分类单元，该成果让 RNA 病毒圈的多样性得以大大拓展，对病毒学研究有重要意义。相关论文近日（7月28日）已在线发表在国际学术期刊《自然·微生物学》（《Nature Microbiology》）上（影响因子：31）。

长期以来，人类对病毒的识别主要依赖于细胞培养、免疫学和 PCR（聚合酶链式反应）等技术方法，而且偏重于那些能引起人与动植物疾病的病毒。2011 年，世界病毒分类委员会（ICTV）发布的第九次报告，也仅确认了 2284 种病毒。近 10 年来，宏基因组学技术、尤其是宏转录组学技术被用于病毒探索，使新病毒的数量得以快速增加。截止今年 8 月，ICTV 确认的病毒数量达到 10434 种。然而，若每种细胞生物携带一种病毒，仅节肢动物所携带的病毒就在百万种以上。因此，不难看出目前人类对病毒的认识仅是“冰山一角”，也被称为生命科学的“暗物质”。所以，加深认识病毒的生物学属性、在生命过程中发挥的作用、及其在生物圈中扮演的角色，将推进生物圈的可持续、均衡性发展。

张永振说，病毒是微小的感染子，作为细胞内的寄生物，只能在其感染的宿主细胞内繁殖。尽管人类早在 1892 年就认识到病毒的存在，但相比于细胞生物，我们对病毒的认识仍然有限，其在生物学上的定位也还存在争议。目前，除了比较明确病毒对人、动物、植物的致病作用之外，对于病毒在生命起源及生物生命过程中所发挥的作用，以及它们在生物圈中所扮演的角色，我们依然知之甚少。

为了填补这一认识上的差距，张永振带领他的团队对不同环境中采集到的土壤、沉积物、家养和野生动物粪便等样本，采用宏转录组技术对其中的病毒进行了系统的发现与分析。最终从这些样本中确定了6624个新型病毒分类单元，其中符合国际病毒分类委员会分类标准达到种以上的新病毒约为2700种，分布在至少62个病毒科中。这些新发现的病毒包含正链、负链和双链RNA病毒，大大扩展了已知RNA病毒圈的多样性。

科研团队综合研究各类环境样本后发现，沉积物和动物粪便中的病毒丰富度最高。生物环境中的有机物含量、真核生物的物种丰度等地理生物因素，也会影响当地环境病毒组的组成及其丰度。有意思的是，在影响细菌、真菌和植物病毒的多样性及其丰富度的因素中，环境因素的影响显著高于它对动物病毒组的影响。这表明，细菌、真菌和植物病毒对于生物环境具有适应性。另外，或许因为动物具有更大的流动性，让它们有能力在不同环境之间“移动”病毒，从而模糊了环境对病毒的影响。这些研究结果显示，病毒宿主及其生境决定了特定环境中病毒的多样性及其组成。

该研究的价值在于改变了以往人们对病毒的现有认识，即不仅动植物会携带病毒，土壤、沟渠、江河、湖泊、海洋、动物粪便等各类自然环境中，同样存在大量病毒；发现了环境中的病毒呈多样性、及其组成，由病毒宿主和生物环境决定的规律；其三，有些人类或动植物的疾病，可能来源于环境或其病毒经由环境传播，这给寻找病源或者溯源提供新思路。

《自然·微生物学》评审专家都对该研究意义予以高度评价。审稿人指出：“人类目前对 RNA 病毒的认识，主要基于能感染人类和动植物的病毒，像这样大规模的病毒组学研究，是非常难能可贵的，它增强了我们对这一迷人、且重要的病毒领域的认识，并让更多新发现成为可能”。另一位审稿人则认为：“这一文稿及相关的所有辅助数据，都将对病毒学研究产生重要意义与贡献”。