포유류에서 인플루엔자 A 바이러스 재분류는 내에서 유전적으로 구별되는 바이러스를 발생시킵니다.

Nature Communications 13권, 기사 번호: 6846(2022) 이 기사 인용

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재분류를 통한 인플루엔자 A 바이러스(IAV) 유전자 교환은 바이러스 진화를 가속화할 가능성이 있으며 여러 대유행 변종 생성에 중요한 역할을 했습니다. 재배열이 발생하려면 서로 다른 바이러스가 동일한 세포를 공동 감염시켜야 합니다. 따라서 감염된 숙주 내에서 바이러스 전파의 시공간 역학은 재분류의 기회를 정의합니다. 여기에서는 기니피그, 흰 족제비 및 돼지의 재분류를 제어하는 ​​숙주 내 바이러스 역학을 조사하기 위해 유행성 H1N1 균주의 야생형 및 동의어 바코드 변종 바이러스를 사용했습니다. 처음 두 종은 인간 인플루엔자의 잘 확립된 모델인 반면, 돼지는 자연 숙주이자 종간 전염 및 재배열의 빈번한 통로입니다. 우리의 결과는 세 가지 숙주 모두에서 재분류가 널리 퍼져 있지만 흰 족제비와 기니피그보다 돼지에서는 덜 빈번하다는 것을 보여줍니다. 흰족제비의 경우 조직별 재분류 기회의 차이도 분명하며, 하부 호흡기관보다 비강에서 더 많은 재분류 물질이 검출됩니다. 바이러스 다양성의 시간적 추세는 제한되어 있지만 공간적 패턴은 명확하며 바이러스 유전자형의 이질성이 뚜렷한 해부학적 부위에서 감지되어 재배열 및 복제의 광범위한 구획화가 드러납니다. 우리의 데이터는 포유동물의 바이러스 복제 역학이 재분류를 통해 다양화를 허용하지만 변종의 공간적 구획화가 진화 및 향후 전달을 형성할 가능성이 있음을 나타냅니다.

인플루엔자 A 바이러스(IAV)는 야생 조류 종에서 가장 다양성이 높은 광범위한 숙주 범위를 가지고 있으며 가금류, 돼지, 인간 및 기타 포유류 숙주에서 순환하는 확립된 계통을 가지고 있습니다1,2. 특정 혈통의 숙주 범위는 감염에 대한 종의 장벽에 의해 제한되지만, 가끔씩 발생하는 유출 사건으로 인해 지속적인 전염이 발생하여 새로운 혈통이 파종될 수 있습니다3,4. 인간에서 새로운 IAV의 확립은 인플루엔자 전염병의 원인이며 공중 보건과 경제에 큰 영향을 미칩니다5,6. 별개의 숙주 종에 적응된 IAV 사이의 유전자 세그먼트의 재분류는 종간 이동 가능성이 향상된 키메라 바이러스를 생성할 수 있습니다7. 대표적인 예로는 1957년, 1968년, 2009년에 유행성 인플루엔자를 일으킨 재배열 균주가 있습니다8,9.

인간이 아닌 포유류 종 중에서는 돼지가 특히 흥미롭습니다. 돼지와 인간 사이의 IAV 전염은 농업 환경의 광범위한 인터페이스뿐만 아니라 바이러스 복제를 지원하는 숙주 요인의 돼지와 인간 간의 유사성으로 인해 비교적 일반적입니다10,11. 돼지 숙주는 또한 조류 IAV 감염에 다소 취약하여 일반적으로 숙주 종 장벽에 의해 분리되는 바이러스의 동시 감염 및 재배열 기회를 만듭니다12. 이러한 이유로 돼지는 종종 IAV 재분류를 위한 혼합 용기라고 합니다. 2009년 유행성 인플루엔자9에서 돼지의 역할과 돼지의 IAV를 특징으로 하는 풍부한 재배열15,16,17,18,19은 이 지정에 대한 충분한 뒷받침을 제공합니다. IAV 생태와 진화에서 돼지의 중심 위치는 잘 이해되어 있지만10,13,16, 이 숙주의 재분류를 제어하는 ​​숙주 내 바이러스 역학은 잘 알려져 있지 않습니다.

우리는 이전에 IAV 재분류가 생체 내에서 자주 발생한다고 보고했습니다. 이 이전 작업은 포유류의 상부 호흡기에서 복제되는 쉽게 샘플링된 IAV 개체군에 중점을 두었습니다. 그러나 최근 연구에서는 별개의 숙주 내 하위 집단이 호흡기의 서로 다른 영역에서 형성될 수 있음이 밝혀졌습니다25. 이 공간 구조는 차례로 호스트 내부와 호스트 사이의 바이러스 진화 역학에 영향을 미칠 수 있습니다. 여기에서는 재분류를 통해 생성된 유전형 다양성이 숙주 내 바이러스 집단 구조에 의해 어떻게 형성되고 기여하는지 평가했습니다.