Phylogeny and Origins of Hantaviruses Harbored by Bats, Insectivores, and Rodents

• DOI: 10.1371/journal.ppat.1003159
• Publication Date: 2013-02-07T22:45:37Z
• Authors: Wen-Ping Guo; Xian-Dan Lin; Wen Wang; Jun-Hua Tian; Mei-Li Cong; Hai-Lin Zhang; Miao-Ruo Wang; Run-Hong Zhou; Jian-Bo Wang; Ming-Hui Li; Jianguo Xu; Edward C. Holmes; Yong-Zhen Zhang
• Keywords: 0301 basic medicine; Orthohantavirus; Evolutionary biology; Natural reservoir; Infectious disease (medical specialty); FOS: Health sciences; Gene; Agricultural and Biological Sciences; Reassortment; Chiroptera; Pathology; Disease; Biology (General); Phylogeny; Rodent; Geography; Ecology; Ebola Virus Research and Outbreaks; Life Sciences; Biological Evolution; Virus; 3. Good health; Phylogenetics; Infectious Diseases; RNA, Viral; Medicine; Viral Hemorrhagic Fevers and Zoonotic Infections; Research Article; Hantavirus; China; QH301-705.5; Hantavirus Infections; Rodentia; 03 medical and health sciences; Virology; Health Sciences; Shrew; Genetics; Animals; Humans; Hantavirus Infection; Biology; Ecology, Evolution, Behavior and Systematics; Disease Reservoirs; Shrews; Eulipotyphla; Sequence Analysis, DNA; RC581-607; Bluetongue Virus and Culicoides-Borne Diseases in Europe; Coronavirus disease 2019 (COVID-19); FOS: Biological sciences; Immunologic diseases. Allergy; Zoology; Phylogenetic tree

تعد فيروسات هانتا من بين أهم مسببات الأمراض الحيوانية المنشأ للبشر وموضوع اهتمام عالمي متزايد. على الرغم من أهمية فيروسات هانتا للصحة العامة، لا يوجد توافق في الآراء حول تاريخها التطوري وخاصة تواتر الاختلاف المشترك بين الفيروسات والمضيف مقابل انتقال الفيروس عبر الأنواع. يعد توثيق مدى التنوع البيولوجي لفيروس هانتا، وخاصة نطاق مضيفات الثدييات، أمرًا بالغ الأهمية لحل هذه المشكلة. هنا، نصف أربعة فيروسات هانتا جديدة (فيروس هوانغبي، وفيروس ليانغي، وفيروس لونغكوان، وفيروس ياكيشي) تم أخذ عينات منها من الخفافيش والزبابات في الصين، والتي تختلف عن فيروسات هانتا المعروفة الأخرى. تم العثور على فيروس Huangpi في Pipistrellus Abramus، وفيروس Lianghe في Anourosorex squamipes، وفيروس Longquan في Rhinolophus affinis، و Rhinolophus sinicus، و Rhinolophus monoceros، وفيروس Yakeshi في Sorex isodon، على التوالي. يكشف تحليل تطور السلالات للتنوع المتاح لفيروسات هانتا عن وجود أربع مجموعات سلالات تصيب مجموعة من مضيفات الثدييات، بالإضافة إلى حدوث أحداث إعادة التشكيل القديمة بين المجموعات السلالات. والجدير بالذكر أن تاريخ التطور العرقي للفيروسات لا يتطابق دائمًا مع تاريخ مضيفيها، مما يشير إلى أن الانتقال عبر الأنواع لعب دورًا رئيسيًا خلال تطور فيروس هانتا وعلى جميع المستويات التصنيفية، على الرغم من أننا لاحظنا أيضًا بعض الأدلة على الاختلاف المشترك بين الفيروسات والمضيف. يشير تحليلنا التطوري أيضًا إلى أن فيروسات هانتا ربما ظهرت لأول مرة في الخفافيش (الخفافيش) أو سوريكومورفا (الشامات والزبابات)، قبل ظهورها في أنواع القوارض. بشكل عام، تشير هذه البيانات إلى أن الخفافيش من المحتمل أن تكون مستودعات طبيعية مهمة لفيروسات هانتا.<br/>Les hantavirus sont parmi les agents pathogènes zoonotiques les plus importants de l'homme et font l'objet d'une attention mondiale accrue. Malgré l'importance des hantavirus pour la santé publique, il n'y a pas de consensus sur leur histoire évolutive et en particulier sur la fréquence de la co-divergence virus-hôte par rapport à la transmission virale inter-espèces. Il est essentiel de documenter l'étendue de la biodiversité des hantavirus, et en particulier leur gamme d'hôtes mammifères, pour résoudre ce problème. Ici, nous décrivons quatre nouveaux hantavirus (virus Huangpi, virus Lianghe, virus Longquan et virus Yakeshi) prélevés sur des chauves-souris et des musaraignes en Chine, et qui sont distincts des autres hantavirus connus. Le virus Huangpi a été trouvé chez Pipistrellus abramus, le virus Lianghe chez Anourosorex squamipes, le virus Longquan chez Rhinolophus affinis, Rhinolophus sinicus et Rhinolophus monoceros, et le virus Yakeshi chez Sorex isodon, respectivement. Une analyse phylogénétique de la diversité disponible des hantavirus révèle l'existence de quatre phylogroupes qui infectent une gamme d'hôtes mammifères, ainsi que la survenue d'anciens événements de réassortiment entre les phylogroupes. Notamment, les antécédents phylogénétiques des virus ne sont pas toujours conformes à ceux de leurs hôtes, ce qui suggère que la transmission inter-espèces a joué un rôle majeur au cours de l'évolution des hantavirus et à tous les niveaux taxonomiques, bien que nous ayons également noté certaines preuves de co-divergence virus-hôte. Notre analyse phylogénétique suggère également que les hantavirus pourraient être apparus pour la première fois chez les Chiroptères (chauves-souris) ou les Soricomorphes (taupes et musaraignes), avant d'émerger chez les espèces de rongeurs. Dans l'ensemble, ces données indiquent que les chauves-souris sont susceptibles d'être d'importants réservoirs naturels d'hantavirus.<br/>Los hantavirus se encuentran entre los patógenos zoonóticos más importantes de los seres humanos y son objeto de una mayor atención mundial. A pesar de la importancia de los hantavirus para la salud pública, no hay consenso sobre su historia evolutiva y especialmente sobre la frecuencia de la codivergencia virus-huésped frente a la transmisión de virus entre especies. Documentar el alcance de la biodiversidad de los hantavirus, y en particular su variedad de huéspedes mamíferos, es fundamental para resolver este problema. Aquí, describimos cuatro nuevos hantavirus (virus Huangpi, virus Lianghe, virus Longquan y virus Yakeshi) tomados de murciélagos y musarañas en China, y que son distintos de otros hantavirus conocidos. El virus Huangpi se encontró en Pipistrellus abramus, el virus Lianghe en Anourosorex squamipes, el virus Longquan en Rhinolophus affinis, Rhinolophus sinicus y Rhinolophus monoceros, y el virus Yakeshi en Sorex isodon, respectivamente. Un análisis filogenético de la diversidad disponible de hantavirus revela la existencia de cuatro filogrupos que infectan a una variedad de huéspedes mamíferos, así como la aparición de eventos de redistribución antiguos entre los filogrupos. En particular, las historias filogenéticas de los virus no siempre son congruentes con las de sus huéspedes, lo que sugiere que la transmisión entre especies ha desempeñado un papel importante durante la evolución del hantavirus y en todos los niveles taxonómicos, aunque también observamos algunas pruebas de codivergencia virus-huésped. Nuestro análisis filogenético también sugiere que los hantavirus podrían haber aparecido por primera vez en Chiroptera (murciélagos) o Soricomorpha (topos y musarañas), antes de emerger en especies de roedores. En general, estos datos indican que es probable que los murciélagos sean importantes reservorios naturales de hantavirus.<br/>Hantaviruses are among the most important zoonotic pathogens of humans and the subject of heightened global attention. Despite the importance of hantaviruses for public health, there is no consensus on their evolutionary history and especially the frequency of virus-host co-divergence versus cross-species virus transmission. Documenting the extent of hantavirus biodiversity, and particularly their range of mammalian hosts, is critical to resolving this issue. Here, we describe four novel hantaviruses (Huangpi virus, Lianghe virus, Longquan virus, and Yakeshi virus) sampled from bats and shrews in China, and which are distinct from other known hantaviruses. Huangpi virus was found in Pipistrellus abramus, Lianghe virus in Anourosorex squamipes, Longquan virus in Rhinolophus affinis, Rhinolophus sinicus, and Rhinolophus monoceros, and Yakeshi virus in Sorex isodon, respectively. A phylogenetic analysis of the available diversity of hantaviruses reveals the existence of four phylogroups that infect a range of mammalian hosts, as well as the occurrence of ancient reassortment events between the phylogroups. Notably, the phylogenetic histories of the viruses are not always congruent with those of their hosts, suggesting that cross-species transmission has played a major role during hantavirus evolution and at all taxonomic levels, although we also noted some evidence for virus-host co-divergence. Our phylogenetic analysis also suggests that hantaviruses might have first appeared in Chiroptera (bats) or Soricomorpha (moles and shrews), before emerging in rodent species. Overall, these data indicate that bats are likely to be important natural reservoir hosts of hantaviruses.<br/>