重新将病毒分为15大类 SARS-CoV被分为核糖病毒

4月27日,nature microbiology公开在线发表国际病毒分类委员会(ICTV)执行委员会(EC)重磅共识声明:将现有病毒重新分类为15个不同等级。(Received: 2 October 2019; Accepted: 11 March 2020; Published online: 27 April 2020;)

概述:

众所周知,病毒分类学是二十世纪中叶兴起的一门学科。传统上,病毒分类学家的分类一直集中在相对密切相关的病毒的分组上。然而,在过去几年中,国际病毒分类委员会(ICT V)已经认识到,它所发展的分类可以有效地扩展到包括遥远相关病毒之间的基础进化关系。因此,ICTV改变了其代码,允许15级分类层次结构与Linnaean分类系统密切一致,并可能适应病毒圈的整个遗传差异

目前三种人类病原体的分类,埃博拉病毒,严重急性呼吸综合征冠状病毒和I型单纯疱疹病毒被用来说明扩大等级结构的影响。这种新的病毒分类等级将刺激对病毒起源和进化的进一步研究,反之亦然,并可能促进与细胞生物分类学的交互。

发展

病毒是在19世纪末期作为一种可过滤性的病原进而引起动物和植物疾病而被发现的。最早的分析围绕病原体及其进化这种“微观进化”展开,而历经几十年发展,这种原始的“寄生-病原体”模式已不再适应,更多的需要解释病毒在宿主调控、自然维持以及正常健康组织中存在这种“宏观进化”病毒分类应该提供一种包容性却动态的分类框架,且这个框架具有多种起源(复数形式),它的多样性也不能用一颗单一病毒圈范围树来表示。

传统的5级病毒分类结构沿用至2017年,分为order(序)、family(族)、subfamily(亚科)、genus(属)、species(种)。但这种分类方法被ICTV和许多病毒学家所诟病,因其无法将不同病毒间的进化关系和顺序考虑在内,且这种遥远的关系更加无法通过可信的分类来解决。

随着新病毒的不断被发现,2018年超过100个病毒家族,非正式的分组,如supergroup(超群)、superfamily(超家族)被应用于RNA病毒和DNA病毒的子集。这些分组与属于不同家族的病毒有关,并且有各种不同的宿主、基因组类型和组织以及复制机制。重要的是,这些分组依赖于结构-功能假说(例如,参与病毒复制或病毒形态发生的一种必需的病毒白)。

而后,Baltimore(巴尔的摩)又引入非病毒层次分类,根据病毒的基因组类型(双链DNA、单链DNA、双链RNA、正义RNA、负义RNA、反向转录RNA和反向转录DNA)将病毒分为七类(最初为六类)。但依赖于某个保守的关键病毒蛋白或在分类上属于更高等级的相关病毒的其他特性无法更加完美的呈现。

直到2016年,ICTV经过详细且漫长的讨论,最终于2019年确定了正式的15级病毒分类方法,即8个主要等级(一级等级)「principle or primary rank」和7个衍生等级(二级等级)「derivative or secondary rank」。8个一级等级包括已经使用的4个order(序)、family(族)、genus(属)、species(种)外,又增添了4个新的即realm, kingdom, phylum and class。

7个二级等级除了之前一直沿用的1个次级等级subfamily外又新添了6个衍生等级,分别是subgenus、suborder、subclass、subphylum、subkingdom和subrealm(如图1)。新的分类方案继承了早在18世纪伟大的分类学家卡尔•林奈(Carl Linnaeus)创建的双名分类系统(binomial classification system)的基础上(界、门、纲、目、科、属、种),又进行了细化,设立了等级,不局限于遗传差异。

举例

以埃博拉病毒(EBOV),严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-COV)和I型单纯疱疹病毒(HSV1)为例,分析新15等级病毒层分类法下病毒所处层级。簇内病毒发散,从病毒到物种等级到领域等级的增加,用各自矩形的增加宽度来表示,这些矩形不被绘制成尺度。

EBOV与Bombali(肯尼亚东南部塔塔山捕获的安哥拉无尾蝙蝠中发现Bombali(邦巴利区)埃博拉病毒,目前无证据表明可感染人)、Bundibugyo、Reston、Sudan(苏丹埃博拉病毒)和Tai Forest等埃博拉病毒关系最密切,但距离相聚较远,这些病毒属于不同的物种,依然被包含在埃博拉病毒属中

SARS-CoV是从人和动物中分离出来的几种密切相关的冠状病毒之一,如棕榈狸和蝙蝠,被包括在严重急性呼吸综合征相关冠状病毒的物种中。I型单纯疱疹病毒是单纯疱疹病毒属中属于不同种类的两种人类疱疹病毒之一。新引入的扩展等级用星号标注(如图2)。

新分类法中,埃博拉病毒(EBOV)和严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)两种RNA病毒被归为最低等(realm)的“核糖病毒(riboviria)”,而I型单纯疱疹病毒(herpes simplex 1,HSV1)是一种双链DNA病毒,不属于核糖病毒领域,而是按五个传统的等级进行分类。

期望

病毒的多样性是非常复杂的,从基因到蛋白质,从结构到功能,从基因型到表型,从成熟到进化。每一个生命周期都有不确定的影响,也恰恰是这些交叉缠绕的过程造就了病毒的多样性。

我们期望对层次等级结构的描述变化将为探索病毒宏观进化创造新的动力,并为其应用于分类学提供一个框架。这些变化还将促进对单系病毒谱系的定义特征的研究,以及对在其起源和进化中起决定性作用的历史事件的认识。这些事件可能与细胞生命形式进化中的主要转变相媲美,例如真核生物或植物的起源。

这些信息可以用来定义分类群和等级,改进与进化研究的相互作用将有助于病毒分类学更加出色的完成使命,即以全面、科学的方式为病毒学和广大公众服务

附ICTV简介:

最初命名为国际病毒命名委员会,是一个自愿的、自我调节的、非营利的全球组织。目前,成员包括来自许多国家和地区的大约150名病毒学家,大多数成员通过选举或任命产生,任期固定。ICTV是国际微生物协会联合会病毒学司的一个委员会,由一个执行委员会管理,该委员会监督大约100个专门研究小组。

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