城市里充满了未知的 RNA 病毒。许多甚至是科学未知的

一项全球调查发现了 54,945 种 RNA 病毒,其中大多数以前从未见过。

来源:ZME科学

城市非常擅长将人们聚集在一起。事实证明,它们也非常擅长收集病毒。

科学家们对 102 个城市的地铁、医院、街道、废水、土壤和其他城市环境进行了采样,收集了 54,945 种 RNA 病毒的目录。其中大多数(约 77%)以前从未被观察到。

这并不意味着城市中充斥着新的人类病原体——大多数病毒对我们无害,但会感染细菌、植物、真菌或其他生物体。但这确实表明我们才刚刚开始绘制我们周围的病毒世界的地图,这是一个问题。

病毒“暗物质”图

最简单地说,RNA 病毒是一种在 RNA 而不是 DNA 中携带遗传指令的病毒。这种遗传差异意味着复制过程经常容易出错,这对病毒来说并不总是坏事。它使得 RNA 病毒能够快速变化——这也是这个庞大群体包括从无害细菌和植物病毒到流感和 SARS-CoV-2 等病原体的一切的原因之一。

该研究检查了从医院、中转站到废水、土壤、淡水和动物样本等场所收集的超过 1000 亿条基因序列读数。这有点像对样本中所有积极产生 RNA 的物质进行基因清查。然后,他们在这个巨大的池中寻找 RNA 病毒的标志:RNA 依赖性 RNA 聚合酶的基因。这是病毒用来复制基因组的酶。

土壤和沉积物具有一些最多样化的病毒群落。街道、银行和中转站等建筑环境通常包含较少多样性的社区,而受人类活动严重影响的场所往往看起来彼此更加相似。毫不奇怪,废水因其丰富的病毒多样性而脱颖而出。

但有趣的是:当他们将这些物种放入地图集中时,他们意识到其中只有 23% 是以前已知的。

未知并不意味着危险

很容易对此感到害怕。数以万计的未知和看不见的病毒听起来相当可怕。

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但发现病毒 RNA 并不表明病毒可以感染人类或引起疾病。该团队可以推断出宿主的大多数病毒似乎与细菌、真菌或植物有关,而不是人类。

有趣的是,这些宿主病毒中大约一半似乎是噬菌体——感染细菌的病毒。研究小组发现了遗传证据,将 166 种 RNA 病毒与 ESKAPE 细菌群的四种成员联系起来,这些细菌因其逃避抗生素的能力而臭名昭著:金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌。这是一件好事,因为它表明一些新发现的 RNA 噬菌体最终可能有助于针对耐药细菌的噬菌体疗法。

但我们不知道的程度还有另一个原因。

公共卫生机构越来越多地将污水作为监控系统来对待。世界卫生组织表示,废水监测可以补充临床监测,并指出其在脊髓灰质炎方面的既定用途及其在 COVID-19 期间的扩展。此后,世卫组织扩大了对其他病原体的指导范围。然而,如果我们不了解通常在城市传播的许多病毒,那么当出现真正不寻常的情况时就很难识别。

监控系统仍在建设中

拥有这种类型的图集非常有用。

监控系统的好坏取决于其基线。当科学家们已经知道哪些病毒通常在城市中传播、它们往往出现在哪里以及这些模式如何在环境中变化时,发现不寻常的病毒就会变得容易得多。

这就是像 UPVAtlas 这样的图集可以开始提供的功能。通过绘制运输系统、医院、废水、土壤、水和其他环境中数以万计的 RNA 病毒的图谱,它为研究人员提供了区分普通病毒背景和潜在重要转变的参考点。但这项研究也表明,这个参考点仍然不完整:即使在采集了近 3000 个样本后,检测到的 RNA 病毒的数量仍在增加,没有迹象表明研究人员已经耗尽了它们周围的多样性。

这是 UPVAtlas 的更大承诺。公共健康不能监视它不知道存在的东西。通过绘制城市巨大的病毒背景——无害的、有用的和潜在的后果——研究人员开始建立所需的参考库,以区分普通的病毒噪音和值得研究的信号。

该研究发表在《自然通讯》上。