在东北太平洋,野生鲑鱼和养殖鲑鱼也发现了相同的病毒谱系PRV-1a,这提示研究者需要去探究养殖鲑鱼和野生鲑鱼之间病毒传播方向的问题,以及传播是否对野生鱼类构成风险的问题。
2021年5月26日发表在Science Advances的一篇名为Aquaculture mediates global transmission of a viral pathogen to wild salmon的文章通过对病毒全基因组的分析,详细研究了PRV-1的全球传播以及PRV-1在大西洋养殖大西洋鲑鱼和野生鲑鱼之间的传播,为大西洋鲑鱼水产养殖作为野生太平洋鲑鱼的传染源提供了有力证据。
PRV-1的起源和全球传播
为了推断PRV-1的进化和传播历史,研究者结合了所有公开的序列,最早的是1988年的序列,以及来自东北太平洋的86个新测序的基因组。并从加拿大渔业和海洋部水产养殖管理司以及Mowi和Cermaq农场中抽取样本,收集的样本分为三个地区:大西洋(欧洲和加拿大大西洋)、东北太平洋(加拿大太平洋和美国太平洋)或东南太平洋(即智利)。
通过对比1989年东北太平洋的PRV-1a与大西洋的PRV-1a,研究者发现东北太平洋的PRV-1a来源于大西洋。东南太平洋的PRV-1亚株分两次引入,第一次,PRV-1a是在2006年通过东北太平洋引入智利。第二次,PRV-1b是在2005年左右从大西洋直接引入智利的。
水产养殖在PRV-1传播中的流行病学作用
为了验证PRV-1通常加拿大不列颠哥伦比亚省(BC)养殖鲑鱼的假设,研究者研究了大西洋和太平洋鲑鱼养殖场的病毒感染动态。大约18个月后,在大西洋鲑鱼养殖场群体的生产周期中,从入海到收获,PRV-1的流行率增加。在所有大西洋鲑鱼养殖场中,估计18个月后PRV流行率达到97.2%,表明大西洋鲑鱼养殖场可能是周围环境中PRV的一个来源。
为了间接评估养殖鲑鱼向野生鲑鱼的传播,研究者探究了野生鲑鱼PRV感染的概率与养殖设施距离之间的相关性。在秋冬,研究区的奇努克鲑鱼主要来自BC的河流,对于这些鱼类,PRV-1感染与农场附近密切相关。但在春夏季,PRV阳性的奇努克鲑鱼主要来自温哥华岛西岸北部的哥伦比亚河种群,与活跃水产养殖的距离没有相关性。
PRV-1种群间传播以及历史种群动态的证据
研究者检查了基因组数据,寻找养殖鲑鱼和野生鲑鱼之间传播的证据。系统进化树由来自东北太平洋四个种群(BC河野生鲑鱼、哥伦比亚河鲑鱼、养殖大西洋鲑鱼和养殖奇努克鲑鱼)的样本构建而成,研究发现野生鲑鱼和养殖鲑鱼存在共有分支。这表明养殖种群和野生种群之间存在双向的病毒传播。
PRV-1是在公元前发现的,缺乏可靠的档案证据证明它在该地区的历史存在。自从PRV-1被引入东北太平洋以来,目前尚不清楚PRV-1的种群规模是增长了还是稳定了。研究者使用在东北太平洋采集的样本来推断PRV-1a的历史种群动态。PRV-1的种群动态是用Bayesian skyline plots重建的,该图曲线的形状表示随着时间的推移感染其他鱼类的受感染鱼类的数量。分析表明,PRV-1的有效种群规模在扩大,最大的增长发生在过去十年的上半年(2010-2015年)。这些数据支持PRV种群规模并不稳定,而是在东北太平洋引入PRV后随着时间的推移不断扩大的论点。
