歷史性突破！首登Nature Water

近日，我校生態(tài)與環(huán)境學(xué)院孫月鵬研究員團(tuán)隊(duì)在環(huán)境病毒學(xué)與污水流行病學(xué)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，在Nature子刊 Nature Water發(fā)表題為“Discovery of Emerging Vesicle-Associated Viruses in Wastewater and Implications for Engineering Interventions”的研究論文，開發(fā)出一種高效選擇性分離污水“病毒囊泡”的新方法。在環(huán)境病毒學(xué)領(lǐng)域，研究成果拓寬了我們對(duì)環(huán)境中多樣化病毒群落存在形式的理解。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這一發(fā)現(xiàn)有助于深入探討病毒進(jìn)化、疫苗研發(fā)及病原體對(duì)動(dòng)植物的致病機(jī)制。在工程領(lǐng)域，這一發(fā)現(xiàn)迫切要求重新審視并優(yōu)化現(xiàn)有的污水處理與消毒工藝，特別是通過(guò)深入探究污水處理過(guò)程中病毒囊泡的去除規(guī)律，將為開發(fā)和優(yōu)化病原體阻控技術(shù)、構(gòu)建更科學(xué)的公共衛(wèi)生防御體系提供關(guān)鍵的理論支撐與工程范式。這是我校首次以第一署名單位在Nature Water上發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校在該頂級(jí)期刊上發(fā)表論文的突破，充分體現(xiàn)了相關(guān)研究工作的前沿性與創(chuàng)新性。

諾如病毒、輪狀病毒等腸道病毒是引發(fā)胃腸炎、脊髓灰質(zhì)炎、肝炎及心肌炎等多種疾病的主要病原體，在全球范圍內(nèi)造成了沉重的公共衛(wèi)生與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。接收感染者糞便與尿液的市政污水，被視為此類病毒進(jìn)入環(huán)境的主要儲(chǔ)存庫(kù)。研究發(fā)現(xiàn)，即便經(jīng)過(guò)常規(guī)污水處理工藝，出水中仍可頻繁檢出腸道病毒。未經(jīng)充分處理的污水排放或再生水利用，可能通過(guò)污染飲用水源、農(nóng)產(chǎn)品及食品鏈，對(duì)人群構(gòu)成潛在暴露風(fēng)險(xiǎn)。因此，解析腸道病毒在污水系統(tǒng)中的歸趨與傳播機(jī)制，對(duì)于精準(zhǔn)開展健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及完善公共衛(wèi)生防護(hù)策略具有重要意義。

長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為腸道病毒主要以獨(dú)立的游離顆粒形式存在與傳播。然而，近年研究發(fā)現(xiàn)，腸道病毒同樣能夠形成病毒集群，這種集群形式具有更強(qiáng)的環(huán)境持久性，并對(duì)消毒處理表現(xiàn)出更高的耐受性。其中，病毒囊泡（亦稱囊泡相關(guān)病毒）作為一種近年來(lái)被發(fā)現(xiàn)的新型致病單元，正嚴(yán)重威脅人類健康。病毒囊泡是由磷脂雙分子層包裹著多個(gè)病毒顆粒，或通過(guò)表面結(jié)合病毒顆粒所形成的病毒簇。最新研究已證實(shí)，病毒囊泡是柯薩奇病毒、諾如病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒及輪狀病毒等腸道病毒的一種新型傳播途徑，相較于游離病毒顆粒，病毒囊泡的感染性更強(qiáng)。其原因在于，囊泡中隱藏的多個(gè)病毒顆粒能夠提高感染復(fù)數(shù)，同時(shí)還可促進(jìn)突變或受損病毒之間的遺傳重組或重配。病毒囊泡還能通過(guò)包膜掩蔽作用干擾抗體識(shí)別，并利用所含的免疫抑制性磷脂酰絲氨酸（PS）脂質(zhì)來(lái)抑制免疫激活，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。盡管這種具有高感染性和高耐受性的病毒囊泡引發(fā)了公共衛(wèi)生領(lǐng)域關(guān)注，但由于從復(fù)雜環(huán)境基質(zhì)中分離囊泡病毒仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，其在環(huán)境中的分布與普遍性尚不明確。

針對(duì)復(fù)雜環(huán)境樣本中病毒囊泡分離與鑒定的科學(xué)難題，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種高選擇性的免疫磁珠分離技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)真實(shí)污水環(huán)境中病毒囊泡的分離和監(jiān)測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)，污水中相當(dāng)大比例的諾如病毒以囊泡形式存在，其中全球諾如疫情暴發(fā)主導(dǎo)株GII型平均占比高達(dá)45%，且呈現(xiàn)顯著的季節(jié)性變化規(guī)律。宏基因組分析進(jìn)一步證實(shí)，這些污水病毒囊泡不僅攜帶人類病毒（如輪狀病毒），還包裹著大量動(dòng)植物病毒和噬菌體，揭示了其作為病原體載體對(duì)公共健康、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及水生態(tài)安全的潛在威脅。

囊泡病毒的形態(tài)學(xué)特征

我校孫月鵬研究員為論文唯一第一作者，合作單位包括喬治華盛頓大學(xué)、加州大學(xué)河濱分校、杜蘭大學(xué)及密歇根州立大學(xué)等國(guó)際知名機(jī)構(gòu)。

論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s44221-026-00608-x

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編輯 ：?jiǎn)挝撵o 張丹陽(yáng)

校對(duì) ：紀(jì)欣 趙亞靜

責(zé)編 ：張書寧

初審 ：武濤 伊如樂

復(fù)審 ：李文娟

終審 ：阿茹娜