Разнообразие вирусов во рту человека зависит от возраста и места жительства

Из 2792 оральных метагеномов китайские ученые получили почти 50 тысяч геномных последовательностей вирусов, обитающих у людей во рту. Это наиболее масштабное исследование орального вирома на сегодня.

Credit:

dimaberkut | 123rf.com

Полость рта человека — место обитания не только бактерий, но и многочисленных вирусов, важных для поддержания здоровья полости рта и гомеостаза орального микробиома. Например, инфекция ротовой полости вирусом Эпштейна–Барр, вероятно, может способствовать развитию рака. Изменения вирома рта ассоциированы с широким спектром заболеваний, таких как пародонтоз, красный плоский лишай, энтеровирусный везикулярный стоматит (синдром «рука-нога-рот»). Разнообразие и структура вирома слюны и зубного налета отчетливо изменяется у пациентов с ревматоидным артритом. Лонгитюдные исследования показывают, что оральный виром здоровых людей разнообразен, индивидуально специфичен и стабилен во времени. Тем не менее вирусы полости рта человека остаются недостаточно изученными.

Китайские исследователи проанализировали 2792 общедоступных оральных метагенома и создали базу данных оральных вирусов, включающую 48 425 неповторяющихся вирусных геномов (авторы статьи, опубликованной в iScience, называют их «вирусными операционными таксономическими единицами», vOTU). Это самый обширный на сегодня набор данных по оральному метагеному, он включает результаты 16 исследований из США, Китая, пяти европейских стран (Франции, Германии, Италии, Люксембурга и Испании) и двух стран Океании (Австралии и Фиджи). Образцы брали из различных участков полости рта, включая зубной налет (895 образцов), слюну (696 образцов), язык (439 образцов), слизистую оболочку щек (356 образцов) и другие (406 образцов).

Эта работа существенно расширила представления о филогенетическом разнообразии оральных вирусов и их специфичности к хозяину. Около 70% vOTU не встречались в базе данных RefSeq или других каталогах. В то же время авторы отмечают, что кривая накопления vOTU не достигла плато, следовательно, разнообразие орального вирома все еще охвачено не полностью.

Наличие прокариотических хозяев вирусов удалось предсказать для 67,3% (32 570) vOTU. На уровне типов среди хозяев преобладали Firmicutes, Actinobacteriota, Proteobacteria и Bacteroidota, за которыми следовали Fusobacteriota, Saccharibacteria и Campylobacterota.

Более детально, чем раньше, были исследованы некоторые недопредставленные группы вирусов ротовой полости, такие как фаги Saccharibacteria и гигантские вирусы (разновидность хвостатых бактериофагов с размерами генома более 200 т. п. н.).

Сравнение профилей vOTU слизистой оболочки щек, зубного налета, слюны и языка обнаружило сильную специализацию виромов в зависимости от местообитания внутри рта. Виром слюны оказался наиболее богатым и разнообразным, за ним следовали виромы языка, слизистой и зубного налета. Интересно, что виром рта обладает пространственной специфичностью функций, которую оценивали по присутствию генов тех или иных ферментов. Некоторые основные вирусные функции (например, интеграза, фаговая терминаза и белок, связывающий оцДНК) ожидаемо были распространены во всех участках ротовой полости, но частоты других значительно варьировали. Например, vOTU, которыми была обогащена слюна, чаще содержали гены ферментов дигидрофолатредуктазы и тимидилатсинтазы, которые участвуют в метаболизме фолиевой кислоты

Также были обнаружены вариации вирома в зависимости от географии проживания и других характеристик человека. Вирусный состав слюны американцев и европейцев был сходным и в значительной степени отличался от такового у жителей Фиджи. Богатство и разнообразие зубного вирома у жителей Китая и Австралии заметно выше, чем у американцев и итальянцев, хотя зубной виром у американцев и австралийцев в целом сходен.

Особый интерес представляют возрастные сигнатуры вирома слюны. Как выяснилось, его богатство и разнообразие значительно увеличиваются от детей к взрослым и затем уменьшаются с возрастом, причем самое высокое вирусное богатство и разнообразие приходится на группу3 от 20 до 30 лет. Аналогичную тенденцию показал и зубной виром. Некоторые вирусные семейства, такие как Myoviridae, Podoviridae и Retroviridae, чаще встречались в слюне детей по сравнению со взрослыми, а crAss-подобные вирусы и Quimbyviridae — наоборот, реже. У женщин в зубном налете уровень вирусного богатства и разнообразия оказался выше, чем у мужчин.

Новый каталог вирусного генома более полно описывает архитектуру и изменчивость вирома ротовой полости человека, предоставляя ресурсы и идеи для будущих исследований, отмечают авторы.

Источник

Li Shenghui, et al. A catalog of 48,425 nonredundant viruses from oral metagenomes expands the horizon of the human oral virome // iScience 25, 104418. June 17, 2022. DOI:  10.1016/j.isci.2022.104418

Добавить в избранное

Вам будет интересно