ICTV最新共識聲明:重新將病毒分為15大類

撰文: 華中農業 奔跑的蝸牛 轉載直接留言

ICTV最新共識聲明:重新將病毒分為15大類

4月27日,nature microbiology公開在線發表國際病毒分類委員會(ICTV)執行委員會(EC)重磅共識聲明:將現有病毒重新分類為15個不同等級。(Received: 2 October 2019; Accepted: 11 March 2020; Published online: 27 April 2020;)

概述:

眾所周知,病毒分類學是二十世紀中葉興起的一門學科。傳統上,病毒分類學家的分類一直集中在相對密切相關的病毒的分組上。然而,在過去幾年中,國際病毒分類委員會(ICTV)已經認識到,它所發展的分類可以有效地擴展到包括遙遠相關病毒之間的基礎進化關係。因此,ICTV改變了其代碼,允許15級分類層次結構與Linnaean分類系統密切一致,並可能適應病毒圈的整個遺傳差異

目前三種人類病原體的分類,埃博拉病毒,嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒和I型單純皰疹病毒被用來說明擴大等級結構的影響。這種新的病毒分類等級將刺激對病毒起源和進化的進一步研究,反之亦然,並可能促進與細胞生物分類學的交互。

發展

病毒是在19世紀末期作為一種可過濾性的病原進而引起動物和植物疾病而被發現的。最早的分析圍繞病原體及其進化這種“微觀進化”展開,而歷經幾十年發展,這種原始的“寄生-病原體”模式已不再適應,更多的需要解釋病毒在宿主調控、自然維持以及正常健康組織中存在這種“宏觀進化”病毒分類應該提供一種包容性卻動態的分類框架,且這個框架具有多種起源(複數形式),它的多樣性也不能用一顆單一病毒圈範圍樹來表示。

傳統的5級病毒分類結構沿用至2017年,分為order、family、subfamily、genus、species。但這種分類方法被ICTV和許多病毒學家所詬病,因其無法將不同病毒間的進化關係和順序考慮在內,且這種遙遠的關係更加無法通過可信的分類來解決。

隨著新病毒的不斷被發現,2018年超過100個病毒家族,非正式的分組,如supergroup、superfamily被應用於RNA病毒和DNA病毒的子集。這些分組與屬於不同家族的病毒有關,並且有各種不同的宿主、基因組類型和組織以及複製機制。重要的是,這些分組依賴於結構-功能假說(例如,參與病毒複製或病毒形態發生的一種必需的病毒白)。

而後,Baltimore(巴爾的摩)又引入非病毒層次分類,根據病毒的基因組類型(雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、正義RNA、負義RNA、反向轉錄RNA和反向轉錄DNA)將病毒分為七類(最初為六類)。但依賴於某個保守的關鍵病毒蛋白或在分類上屬於更高等級的相關病毒的其他特性無法更加完美的呈現。

直到2016年,ICTV經過詳細且漫長的討論,最終於2019年確定了正式的15級病毒分類方法,即8個主要等級(一級等級)「principle or primary rank」和7個衍生等級(二級等級)「derivative or secondary rank」。8個一級等級包括已經使用的4個order、family、genus、species外,又增添了4個新的即realm, kingdom, phylum and class。

7個二級等級除了之前一直沿用的1個次級等級subfamily外又新添了6個衍生等級,分別是subgenus、suborder、subclass、subphylum、subkingdom和subrealm(如圖1)。新的分類方案繼承了早在18世紀偉大的分類學家卡爾•林奈(Carl Linnaeus)創建的雙名分類系統(binomial classification system)的基礎上(界、門、綱、目、科、屬、種),又進行了細化,設立了等級,不侷限於遺傳差異。

ICTV最新共識聲明:重新將病毒分為15大類

舉例

以埃博拉病毒(EBOV),嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒(SARS-COV)和I型單純皰疹病毒(HSV1)為例,分析新15等級病毒層分類法下病毒所處層級。簇內病毒發散,從病毒到物種等級到領域等級的增加,用各自矩形的增加寬度來表示,這些矩形不被繪製成尺度。

EBOV與Bombali(肯尼亞東南部塔塔山捕獲的安哥拉無尾蝙蝠中發現Bombali(邦巴利區)埃博拉病毒,目前無證據表明可感染人)、Bundibugyo、Reston、Sudan(蘇丹埃博拉病毒)和Tai Forest等埃博拉病毒關係最密切,但距離相聚較遠,這些病毒屬於不同的物種,依然被包含在埃博拉病毒屬中

SARS-CoV是從人和動物中分離出來的幾種密切相關的冠狀病毒之一,如棕櫚狸和蝙蝠,被包括在嚴重急性呼吸綜合徵相關冠狀病毒的物種中。I型單純皰疹病毒是單純皰疹病毒屬中屬於不同種類的兩種人類皰疹病毒之一。新引入的擴展等級用星號標註(如圖2)。

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在新分類法中,埃博拉病毒(EBOV)和嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒(SARS-CoV)兩種RNA病毒被歸為最高等(realm)的“核糖病毒即RNA病毒(riboviria)”,而I型單純皰疹病毒(herpes simplex 1,HSV1)是一種雙鏈DNA病毒,不屬於核糖病毒領域,而是按五個傳統的等級進行分類。

期望

病毒的多樣性是非常複雜的,從基因到蛋白質,從結構到功能,從基因型到表型,從成熟到進化。每一個生命週期都有不確定的影響,也恰恰是這些交叉纏繞的過程造就了病毒的多樣性。

我們期望對層次等級結構的描述變化將為探索病毒宏觀進化創造新的動力,併為其應用於分類學提供一個框架。這些變化還將促進對單系病毒譜系的定義特徵的研究,以及對在其起源和進化中起決定性作用的歷史事件的認識。這些事件可能與細胞生命形式進化中的主要轉變相媲美,例如真核生物或植物的起源。

這些信息可以用來定義分類群和等級,改進與進化研究的相互作用將有助於病毒分類學更加出色的完成使命,即

以全面、科學的方式為病毒學和廣大公眾服務


附ICTV簡介:

最初命名為國際病毒命名委員會,是一個自願的、自我調節的、非營利的全球組織。目前,成員包括來自許多國家和地區的大約150名病毒學家,大多數成員通過選舉或任命產生,任期固定。ICTV是國際微生物協會聯合會病毒學司的一個委員會,由一個執行委員會管理,該委員會監督大約100個專門研究小組。

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