福特謝爾曼病毒(Fort Sherman virus , FSV)于1985年首次在巴拿馬從一名美國士兵身上分離出來,此后關于該病毒的發現和研究也寥寥無幾,因此一度被科研界所忽視。而到了2020年,科學家離奇地在秘魯北部沿海地區發現一名發熱患者的FSV感染病例。這一長達35年的時間跨度以及2000公里的地理距離,引發了科學家對該病毒的診斷、基因組監測及傳播機制的進一步研究和探討。
近期,柏林夏里特醫學院埃德米爾森(Edmilson F. de Oliveira-Filho)等人,在《Emerging Infectious Diseases》期刊上發表了題為 “Fort Sherman Virus Infection in Human, Peru, 2020”的研究。該研究報告了2020年秘魯北部一例福特謝爾曼病毒(FSV)感染的病例,回顧了FSV在美洲的傳播歷史,并對病毒的基因組進行了詳細分析。
研究合作者包括來自柏林自由大學、洪堡大學、秘魯國家衛生研究所、蘭巴耶克地區公共衛生參考實驗室和佩魯維亞納·卡耶塔諾·赫雷迪亞大學的科學家。
FSV的首次發現與傳播
1985年,研究人員在巴拿馬一名駐扎于叢林作戰訓練中心的美國士兵體內首次發現了正布尼亞病毒——福特謝爾曼病毒(FSV)。早在此之前,1965年和1982年,科學家們曾從阿根廷的蚊子體內分離出兩株FSV。此后,FSV還被發現于2018年巴西健康的馬匹中,以及2013年阿根廷的馬匹中,這些馬匹表現出神經癥狀和流產的病例。
針對馬匹相關FSV毒株的血清學分析表明,該病毒可能具有廣泛的宿主范圍,包括家畜等脊椎動物。數據顯示,巴西的山羊中FSV血清陽性率為2.9%,而馬匹中則高達22.0%;在阿根廷人群中的血清陽性率則為5.7%。
秘魯病例的發現
研究人員在2020年3月,秘魯北部沿海的蘭巴耶克省奇克拉約市發現了一個人類FSV感染病例?;颊邽橐幻?1歲的男性,近期沒有旅行史,發燒38°C。多項診斷測試結果均為陰性,包括登革病毒(DENV)特異性實時逆轉錄PCR(RT-PCR)和廣泛反應的嵌套RT-PCR(針對黃病毒和阿爾法病毒)。經過進一步的擴展診斷檢測,患者對正布尼亞病毒呈陽性。
研究團隊通過對篩選PCR擴增子的測序,確認了該病毒為FSV。隨后,他們通過嵌套RT-PCR擴增了重疊的基因組片段,并通過Sanger測序獲得了所有3個基因組片段的完整編碼序列。盡管多次嘗試分離病毒,研究人員未能成功,推測這可能是由于樣本降解和相對較低的病毒載量,這一數值已通過FSV特異性實時RT-PCR確證。
基因組分析與演化
通過對比秘魯和巴拿馬的人類FSV毒株,研究人員發現兩者在基因組序列上的相似性非常高,盡管在時空上相距甚遠。與原型FSV毒株相比,秘魯株和巴拿馬株在大基因段上有2.0%的核苷酸差異,中基因段有2.3%,小基因段則為1.0%。翻譯后的氨基酸序列差異較小,范圍為0到1.5%,這與受強凈化選擇作用的蟲媒病毒演化模式一致。
通過最大似然法構建的系統發育樹顯示,秘魯FSV株與巴拿馬株在3個基因組片段上聚類在一起。在基于中基因片段的系統發育樹中,秘魯和巴拿馬的FSV毒株形成了單系群,并嵌套于Cache Valley病毒(CVV)的系統發育分支中,且具有較強的自舉支持。相比之下,來自阿根廷和巴西的蚊子及馬匹分離株在M基因系統發育中與FSV原型毒株有所不同。
人源FSV株的系統發育推測表明其中基因的演化起源涉及與CVV的非近期重配事件。研究人員指出,CVV經常感染北美的反芻動物,并引發嚴重疾病和先天缺陷,而人類感染CVV的發熱病例則偶有報道。FSV與CVV重配的潛在脊椎或無脊椎宿主范圍廣泛,令人關注。
潛在風險與防控挑戰
正布尼亞病毒的重配主要發生在編碼病毒受體結合蛋白的中基因片段上,這可能會改變病毒的宿主范圍。CVV曾在多種蚊子中被檢測到,因此含有類似CVV的M蛋白的人源FSV可能具有廣泛的宿主范圍,甚至可能包括能夠促成城市傳播的蚊蟲種類。
研究人員特別擔憂的是,蘭巴耶克地區是登革熱傳播的高發地,而在COVID-19大流行期間,蚊蟲控制活動幾乎完全停止。雖然2020年在該地區沒有發現其他FSV感染病例,排除了FSV爆發的可能性,但未來人類感染的風險仍然存在。
研究人員警告,即使是單個氨基酸的變化,也可能顯著影響蟲媒病毒的宿主范圍,正如Chikungunya病毒中E1-A226V突變顯著增強了其感染白紋伊蚊的能力。
迄今為止,關于人類感染FSV的研究較少,這可能是由于診斷能力不足,或是FSV在人類中的感染較為罕見,或因其受強凈化選擇影響,難以適應人類宿主。
未來的研究需進一步探討FSV在人類和動物中的傳播鏈,以確定潛在的風險群體并設計相關的干預策略。FSV應當納入拉美地區發熱疾病的鑒別診斷之中,并開發更為可靠的血清學檢測手段,以應對未來可能出現的疫情暴發。
參考文獻:de Oliveira-Filho EF, Cabezas Sánchez C, Manosalva D, Romero M, Sarmiento N, ?ique A, et al. Fort Sherman Virus Infection in Human, Peru, 2020. Emerg Infect Dis. 2024;30(10):2211-2214. https://doi.org/10.3201/eid3010.240124
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