一、 研究团队与发表信息
本研究的主要作者包括Samuel M. Goodfellow、Robert A. Nofchissey、Chunyan Ye、Jaecy K. Banther-McConnell、Thanchira Suriyamongkol、Joseph A. Cook、Jonathan L. Dunnum、Ivana Mali以及通讯作者Steven B. Bradfute。研究团队主要来自美国新墨西哥大学健康科学中心全球健康中心、东新墨西哥大学、南伊利诺伊大学卡本代尔分校以及新墨西哥大学西南生物博物馆等多个机构。这项研究成果以题为《A human pathogenic hantavirus circulates and is shed in taxonomically diverse rodent reservoirs》的研究论文形式，于2025年1月21日发表在学术期刊《PLOS Pathogens》上。
二、 学术背景与研究目的
本研究属于病毒学与传染病生态学交叉领域，聚焦于人畜共患的正汉坦病毒。辛诺柏病毒（Sin Nombre virus, SNV）是新世界（美洲）汉坦病毒的代表，是导致汉坦病毒心肺综合征（Hantavirus Cardiopulmonary Syndrome, HCPS）的主要病原体，病死率高达36%。自1993年发现以来，西方鹿鼠（*Peromyscus sonoriensis*）一直被公认为是SNV的主要储存宿主。然而，传统观点认为每种汉坦病毒通常与单一宿主物种存在紧密的共进化关系，其他物种的感染被视为偶然的“溢出”事件，在病毒维持和传播中作用有限。尽管前期一些血清学或PCR检测研究提示其他小型哺乳动物也可能携带SNV或相关抗体，但这些研究范围有限，且未能证实这些动物体内是否存在具有传染性的活病毒，即它们是否能作为真正的“储存宿主”并有效排毒。
因此，本研究旨在通过更广泛、更深入的研究，重新评估SNV的宿主范围。具体目标包括：1）在新墨西哥州全境（包括有和无HCPS病例报告的地区）系统调查SNV在不同小型哺乳动物群落中的遗传物质流行率；2）在已知的人类感染暴露点进行纵向研究，监测病毒在啮齿动物群落中随时间的变化情况；3）最关键的是，尝试从多种非西方鹿鼠的物种组织中分离出活病毒，以确证它们作为SNV储存宿主和传播源的能力。这项研究对于理解SNV的生态学、预测疫情风险以及制定更有效的公共卫生监测策略具有至关重要的意义。
三、 详细研究流程与方法
本研究包含三个主要部分：大规模横断面调查、纵向定点监测以及活病毒分离验证。研究流程设计严谨，环环相扣。
第一部分：新墨西哥州野生小型哺乳动物SNV流行率横断面调查。 1. 样本采集： 研究团队在2019年至2023年间，于新墨西哥州全境多个县市捕获了总计1,471只野生小型哺乳动物。此外，他们还从新墨西哥大学西南生物博物馆的样本库中获取了90份于1994年和1998年采集并冷冻保存的西方鹿鼠肺组织样本。因此，最终用于筛查的样本总量为1,561份。 2. 物种鉴定与分类： 捕获的动物涵盖6个科，包括仓鼠科（Cricetidae，如鹿鼠、禾鼠、林鼠）、异鼠科（Heteromyidae，如更格卢鼠、囊鼠）、松鼠科（Sciuridae，如花栗鼠、地松鼠）、鼠科（Muridae，如家鼠）、囊鼠科（Geomyidae）和浣熊科（Procyonidae）等，体现了高度的物种多样性。捕获最多的物种是西方鹿鼠（452只）。 3. 病毒RNA检测： 主要使用肺组织（部分样本使用肝或肾组织）进行检测。采用基于珠磨法的组织 homogenization，并使用商业试剂盒提取总RNA。通过两步法逆转录-定量聚合酶链反应（RT-qPCR）技术，使用SNV特异的引物和探针检测病毒基因组RNA（特别是N基因片段）。这种方法灵敏度高，可检测早期感染或低病毒载量的样本，并能进行病毒RNA拷贝数的定量分析。研究中还使用了β-actin引物作为内参。
第二部分：患者暴露地点的纵向研究。 1. 研究地点： 选择2020年一位HCPS患者的两个可能暴露地点（Site 1：住所附近；Site 2：约22公里外）。前期研究已通过基因组测序将Site 1确认为最可能的感染地点。 2. 连续监测： 在2020年至2023年间的每年8月，对这两个地点进行重复捕获和采样。 3. 检测与分析： 对捕获的所有动物进行同样的RT-qPCR检测，分析SNV流行率的年度变化，并记录病毒在不同物种中的持续存在情况。
第三部分：从替代宿主组织中分离活病毒。 这是本研究的创新与关键环节，旨在证实非西方鹿鼠物种不仅是PCR阳性，而且能携带和排出具有传染性的病毒颗粒。 1. 细胞系建立： 研究团队采用了一种新颖的病毒分离方法。他们没有使用传统的Vero E6细胞，而是使用了从西方鹿鼠肺组织分离的原代肺微血管内皮细胞（PMVECs）。这种同源宿主细胞被认为更有利于SNV的复制和分离。 2. 样本选择与处理： 从PCR检测阳性且Ct值较低（病毒载量较高）的多种动物（包括西方鹿鼠、花栗鼠属、囊鼠属、家鼠、白足鼠等）中，选取了组织匀浆（肺、心、肝、肾）、粪便和唾液腺样本。 3. 病毒感染与传代： 将组织匀浆、过滤后的粪便悬液或唾液腺匀浆接种到PMVECs单层细胞上。吸附后，定期（每7天）收集细胞培养上清液和细胞，并传代至新的未感染PMVECs中。 4. 病毒复制检测： 对每次收集的上清液和细胞进行RT-qPCR检测，观察病毒RNA是否持续存在或增加，以此作为活病毒成功分离和复制的证据。连续传代3-5次以扩增病毒。
第四部分：数据分析流程。 数据分析主要基于RT-qPCR的定量结果（病毒RNA拷贝数/克组织）。使用统计软件（如GraphPad Prism）进行非参数检验（Mann-Whitney U检验，Kruskal-Wallis检验），比较不同物种间、不同地理区域（有/无HCPS病例报告的县）间的病毒载量差异。通过地图软件可视化展示SNV阳性样本的地理分布。
四、 主要研究结果
结果1：SNV在新墨西哥州多种小型哺乳动物中广泛流行。 对1,561份样本的RT-qPCR检测显示，总体阳性率为26.6%（415/1561）。阳性个体不仅包括已知的宿主西方鹿鼠（阳性率36%，占所有阳性个体的40%），还广泛存在于许多其他物种中，例如：白足鼠（25%）、松鼠（27%）、北方蝗鼠（23%）、梅氏更格卢鼠（16%）、甚至家鼠（30%）。重要的是，研究还首次在几个物种中检测到SNV RNA，如北白踝鼠、平原收获鼠、白齿林鼠、旗尾更格卢鼠以及博氏囊鼠等。对博物馆存档样本的检测也取得了成功（90份中有23份阳性），证明了生物样本库在病原体回顾性研究中的巨大价值。
结果2：不同物种间的病毒载量存在差异，但多个物种载量可观。 病毒定量分析发现，尽管西方鹿鼠的平均病毒RNA拷贝数显著高于所有非西方鹿鼠物种的总和，但在不同的*Peromyscus*属物种（如西方鹿鼠、白足鼠、松鼠等）之间，病毒载量没有统计学上的显著差异。此外，当将西方鹿鼠与某些具体物种（如花栗鼠属、博氏囊鼠）直接比较时，病毒载量差异也不显著。这表明，除西方鹿鼠外，相当一部分其他啮齿动物也能维持较高的病毒复制水平。
结果3：SNV在无人类病例报告的地区同样流行。 地理分布分析显示，SNV阳性动物不仅出现在西北部有HCPS病例报告的传统高风险县，也广泛存在于东部许多从未报告过人类HCPS病例的县（如Eddy, Curry, Roosevelt, Lea）。然而，来自有病例报告县的阳性动物，其平均病毒载量显著高于无病例报告县的动物。这提示，病毒在生态系统中广泛存在，但人类感染风险可能受到病毒载量、宿主密度、人类接触频率等多重因素影响。
结果4：在人类感染地点，SNV在啮齿动物群落中持续、稳定地循环。 纵向研究结果表明，在确定的患者暴露地点（Site 1），SNV的流行率在四年间（2020-2023）持续维持在较高水平（28%至48%），且在多个物种（主要是西方鹿鼠，也包括花栗鼠、家鼠等）中均能检测到病毒。这证明了病毒在该地点的啮齿动物群落中形成了稳定的地方性循环，并非偶然事件。
结果5：成功从多种非西方鹿鼠物种的组织、粪便和唾液中分离出活SNV。 这是本研究最具突破性的发现。利用PMVECs细胞系，研究团队成功地从多种动物的组织匀浆中分离出活病毒：西方鹿鼠（5/6）、花栗鼠属（4/7）、家鼠（5/6）、白足鼠（4/6）、囊鼠属（4/4）。更重要的是，他们还首次成功地从这些动物的粪便和唾液腺中分离出活病毒。例如，从花栗鼠属（7/7）、西方鹿鼠（3/4）、白足鼠（2/4）等的粪便中，以及从白足鼠（3/3）、西方鹿鼠（5/6）、花栗鼠属（3/4）、家鼠（2/3）等的唾液腺中均分离成功。这一结果提供了确凿的直接证据，表明这些物种不仅携带病毒遗传物质，而且体内存在具有复制能力的完整病毒颗粒，并能通过排泄物和唾液等途径排毒，完全符合作为病毒储存宿主的定义。
五、 研究结论与意义
本研究得出了一个颠覆传统认知的核心结论：辛诺柏病毒（SNV）并非仅由西方鹿鼠一种“主要”宿主维持和传播，而是在新墨西哥州多种分类学上差异显著的小型哺乳动物（涵盖仓鼠科、松鼠科、异鼠科、鼠科）中广泛循环，并且这些动物能够作为真正的储存宿主，携带并向环境排具有传染性的活病毒。
其科学价值在于： 1. 挑战了经典共进化范式： 打破了“一种汉坦病毒对应一种主要宿主”的简单模式，揭示了SNV宿主范围的多样性和复杂性，为理解汉坦病毒的宿主适应性、进化与生态提供了新视角。 2. 重新定义了SNV的储存宿主： 通过活病毒分离这一“金标准”证据，将多个之前被认为是“溢出宿主”或“偶然宿主”的物种，提升到了“储存宿主”的地位。 3. 揭示了更复杂的传播风险图景： 研究表明SNV的地理分布比已知的人类病例分布更广，提示可能存在未被识别或报告的人类感染风险区。病毒在啮齿动物群落中的长期稳定循环，也意味着人类暴露风险是持续存在的。
其应用与公共卫生价值在于： 1. 指导监测策略： 未来的汉坦病毒监测项目不能只关注西方鹿鼠，必须将更多种类的常见啮齿动物纳入监测范围，才能更准确地评估疫情风险。 2. 提升风险评估模型： 在构建疫情预测模型时，需要考虑多宿主社区的动态、物种多样性以及它们各自的病毒携带和排毒能力。 3. 促进溯源研究： 在调查人类感染病例时，需要考虑更广泛的潜在动物来源。
六、 研究亮点
七、 其他有价值的内容
本研究还提出了一些值得未来深入探索的方向：例如，从不同宿主物种分离出的SNV毒株在基因组序列上是否存在差异？这些差异是否会影响病毒的致病性（对人类的感染能力）？不同宿主物种在病毒传播中的相对贡献率如何？这些问题需要通过全基因组测序、比较病毒学以及更精细的生态学模型研究来进一步解答。这项工作标志着对SNV及其宿主生态认知的一个重要转折点，呼吁学界重新评估新世界汉坦病毒的宿主-病毒动态关系。