一项基于宏转录组测序（meta-transcriptomic sequencing）的观察性研究报告了一种在呼吸道感染患者中发现的新型类番茄丛矮病毒。该研究由山东大学齐鲁医院、军事医学科学院、北京市疾病预防控制中心等多家机构合作完成，Run-Ze Ye、Jia-Qi Zhao、Hui Xie和Lin Zhao为共同第一作者，Yuguo Chen、Tao Jiang、Fang Huang和Wu-Chun Cao为共同资深作者。该成果于2025年发表在《Emerging Microbes & Infections》期刊上。

研究背景 下呼吸道感染（lower respiratory tract infections, LRIs）是全球范围内导致发病和死亡的主要感染性疾病。尽管已有深入的病因学研究，但仍有相当比例的病例无法明确病原体。传统诊断方法依赖已知病毒基因组或抗原特性，对于载量低的新型病毒检出能力有限。相比之下，宏转录组测序能无偏倚地检测已知和未知的RNA病毒，尤其适用于不明原因疾病暴发或新发传染病的病原体发现。番茄丛矮病毒科（family *Tombusviridae*）成员传统上被认为仅感染植物，但近期系统发育分析表明，一些新型病毒与无脊椎动物及哺乳动物（如兔和牛）相关，提示其宿主范围可能比以往认知更为广泛。然而，此前尚不明确该科病毒是否能够感染人类并致病。本研究旨在通过宏转录组测序，探索下呼吸道感染患者中潜在的新型病毒，报告了一种暂命名为人源类番茄丛矮病毒（human tombus-like virus, HTLV）的新病毒，并描述了其系统发育分类、基因组结构以及感染患者的流行病学和临床特征。

研究工作流程 本研究采用了前瞻性监测与回顾性筛查相结合的策略，主要包含样本发现、验证、筛查和系统发育与基因组分析四个步骤。 首先，样本发现与病毒基因组组装。研究团队在山东省济南市的两家医院开展了多中心病原学监测。在2022年至2023年期间，共收集了107份新冠病毒核酸检测阴性的急性呼吸道感染患者的呼吸道样本，包括口咽拭子、痰液和支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid, BALF），并进行了宏转录组测序。原始测序读段经过去除人源序列后，通过denovo组装（de novo assembly）技术重建病毒序列，并与NCBI非冗余数据库比对，寻找可能的病毒序列。为防止污染和错误组装，研究设置了严格的质控标准，包括评估同一测序芯片上不同文库间的读段比率，以排除索引跳跃（index-hopping）导致的交叉污染，其阈值设定为0.1%。 其次，病毒基因组验证。为了验证宏转录组测序所获病毒基因组序列的准确性，研究人员根据组装的HTLV序列设计了多组重叠引物，对所有可用样本进行RT-PCR扩增，并通过Sanger测序进行确认。同时，设置了严格的阴性对照以排除环境和试剂污染。 再次，回顾性筛查。为探究HTLV是否在其他人群中存在，研究团队对2016年至2019年间北京市疾病预防控制中心基于呼吸道病原体监测系统收集的321份人类季节性冠状病毒（human seasonal coronavirus, HCoV）阳性及94份HCoV阴性的呼吸道样本宏转录组测序数据进行了回顾性筛选。通过将质控后的读段比对回已组装的HTLV完整基因组，并进行denovo组装，以寻找HTLV序列。 最后，系统发育与基因组注释及变异分析。研究人员从NCBI数据库下载了截至2022年10月20日的所有*Tolivirales*目参考基因组，利用MAFFT软件进行多序列比对，采用最大似然法（maximum likelihood, ML）和MrBayes软件构建系统发育树。通过Geneious Prime软件对病毒基因组进行开放阅读框（open reading frames, ORFs）预测与注释，并使用CDD数据库和HMMER网站服务器鉴定保守结构域和RNA依赖性RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase, RdRp）的保守基序。血清学检测方面，研究团队开发了基于重组HTLV衣壳蛋白的酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA），检测患者急性期和恢复期血清中的特异性IgG和IgM抗体。

主要研究结果 研究结果揭示了新型病毒HTLV的发现、基因组特征及其感染患者的临床表现。在济南市的前瞻性研究中，研究人员从3份下呼吸道感染患者样本中通过denovo组装获得了HTLV的宏转录组组装基因组（meta-transcriptome-assembly genome, MAG）序列。经RT-PCR和Sanger测序验证，并进一步用RT-PCR检测其余104份样本，最终在济南地区共获得3条HTLV全长基因组序列。 在北京市的回顾性筛查中，通过对321份HCoV阳性及94份HCoV阴性样本的宏转录组数据分析，从HCoV阳性患者样本中初步获得了13条HTLV序列，并全部通过RT-PCR及Sanger测序验证。此外，还通过RT-PCR在1份HCoV阳性和1份HCoV阴性痰液样本中各额外发现1条HTLV全长基因组。该研究共确认了23例HTLV感染患者，并获得了18条可用于进一步分析的近乎完整的基因组序列。 系统发育分析显示，这18条HTLV基因组序列之间的核苷酸（nucleotide, nt）一致性为80.03%–99.94%，而它们与亲缘关系最近的、源自无脊椎动物的荆门类番茄丛矮病毒2（Jingmen tombus-like virus 2）的基因组序列一致性仅为34.45%–36.24%。基于全基因组和RdRp蛋白氨基酸（amino acid, aa）序列构建的系统发育树均显示，所有HTLV序列聚集成一个独立的进化枝，与荆门类番茄丛矮病毒2最为接近，但明显区别于番茄丛矮病毒科（*Tombusviridae*）和辛哈李病毒科（*Sinhaliviridae*）的所有已知成员，代表了一个新成员。根据病毒分类中常用的80%全基因组核苷酸序列一致性及90% RdRp蛋白氨基酸序列一致性作为种属划分的阈值，本研究发现的病毒显然是一个与番茄丛矮病毒科相关的新成员，因此被暂命名为人源类番茄丛林病毒（HTLV）。 HTLV拥有一个长约4.7–4.8 kb的单股正链RNA基因组，略小于同目的湖西奈病毒TO（Lake Sinai virus TO）或土旺病毒（Towan virus）。其基因组包含四个推定的开放阅读框（ORF1–4），编码区全长约3953 nt，侧翼是较短的5’和3’非翻译区。ORF2存在两种可能的翻译机制：一种是通过内部起始密码子翻译出一个较大的蛋白，其序列与ORF1有151 nt的重叠；另一种可能是通过-1核糖体移码（-1 frameshifting）产生一个较小的491 aa的蛋白。无论哪种机制，ORF2编码的蛋白均含有番茄丛矮病毒科RdRp特有的高度保守基序，包括位于RdRp手掌亚结构域中的三个保守基序A、B和C，以及该科病毒统一的标志性特征——位于基序C中的甘氨酸376-天冬氨酸377-天冬氨酸378（Gly376-Asp377-Asp378, GDD）催化残基。ORF3可能编码一个外壳蛋白，但ORF3和ORF4的序列与典型的运动蛋白（movement protein, MP）均无显著相似性，这表明HTLV应非植物相关病毒。 在23例HTLV感染患者中，16例是通过宏转录组测序发现并经RT-PCR及Sanger测序证实，另外7例则是直接通过RT-PCR筛查发现的。多数基因组序列来自痰液（12份）、口咽拭子（10份）和BALF（1份）样本。患者发病至样本采集的中位间隔时间为7天。发病时间从2016年至2023年不等。患者中位年龄为63岁，73.91%为男性。通过常规RT-PCR检测，发现6例患者为HTLV单病毒感染，其余17例患者存在与其他呼吸道病毒的共感染，包括甲型H1N1流感病毒、乙型流感病毒以及多种人类冠状病毒（HCoV-229E、HCoV-OC43、HCoV-NL63）。这6例HTLV单感染患者已出现呼吸衰竭，未检出其他呼吸道病原体，强烈提示HTLV可能对人类具有感染性和致病性。 患者的临床症状主要包括发热、咳嗽、咳痰和呼吸困难，部分患者出现肺啰音和呼吸衰竭，其中10例被转入重症监护室（intensive care unit, ICU）。60.87%的患者至少患有一种基础慢性疾病。80.95%接受胸部CT或X线检查的患者结果异常。血清学检测结果显示，在一名患者的恢复期血清中检测到抗HTLV的IgG滴度较急性期有4倍或以上的升高，为HTLV的感染提供了血清学证据。

研究结论与价值 本研究报道了一种在人体内发现的新型病毒HTLV，其在系统发育和基因组结构上均支持其作为番茄丛矮病毒科的一个新成员。该病毒的发现跨越了疫情前（北京2016-2019年）和疫情后（济南2022-2023年）两个时期，且在不同临床表现的患者中被检出，提示该病毒可能已在中国悄然传播。本研究不仅扩展了人类对下呼吸道感染病原谱的认识，也揭示了番茄丛矮病毒科病毒跨越物种屏障感染人类的可能性。其所采用的宏转录组测序方法，展现了在临床样本中同时无偏倚地识别已知和新型病原体的强大能力，这对于应对不明原因肺炎和新发传染病具有重要意义。同时，研究建立的血清学检测方法为后续大范围的血清流行病学调查提供了工具。

研究亮点 本研究的首要亮点在于发现并系统鉴定了一种可在人群中引起临床疾病的新型病毒HTLV，这是人类首次发现番茄丛矮病毒科病毒与下呼吸道感染相关。其二，研究利用了宏转录组测序这一前沿技术，结合前瞻性监测和回顾性大数据筛查这两种互补的流行病学研究策略，高效地发现并追溯了新型病原体，此研究范式具有很高的推广价值。其三，研究通过获得单病毒感染病例的临床证据及患者血清抗体4倍升高的血清学证据，初步建立起了新病毒与人类下呼吸道感染之间的因果关系，这不仅需要病毒发现，更需要严谨的病原学验证。