新发突发传染病严重威胁人类健康、经济社会发展和国家安全。快速确定病原体对于疾病的精准救治和疫情防控具有重要意义,及时发现和持续监测动物源性病原体可以将病原体检测窗口前移,预防病毒的跨物种传播和人畜共患病的流行。迅速研发抗病毒药物可预防传染病的大规模传播,降低疾病的进展和死亡风险。高通量测序技术是目前确定潜在病原体和分子机制研究最常见的技术手段之一。本论文基于高通量测序技术,对潜在致病的动物源性病原体进行筛查,并分析新型病毒的系统进化关系与可能的来源。在发现的多个潜在病原体中包括一株来源于穿山甲的类新冠病毒GX＿P2V,课题组前期基于GX＿P2V发现了广谱抗冠状病毒上市老药千金藤素,本研究基于转录组测序对千金藤素抗冠状病毒的潜在机制进一步展开研究。具体研究内容如下:(1)新型貉子病毒的发现貉子携带的犬冠状病毒HBCL和HBLT的发现。近年来冠状病毒引发了多次动物疫情,并多次发生病毒外溢,包括对人类的跨物种感染,引起国际社会高度关注。2018年6月至2019年5月,中国河北的多个养Z-IETD-FMK IC50殖场突发貉子幼崽腹泻死亡疫情,超过10万只貉子死亡。本论文基于高通量测序技术对患病动物样本进行病原体筛查,对样本中的病毒组组成、患病率和临床症状进行分析,鉴定出两株新型犬冠状病毒(CCo V)HBCL和HBLT,它们可能在疫情暴发中发挥关键作用。两株病毒间的基因组同源性为94%,与从犬身上鉴定的致病性CCo V具有91%-95%的基因组同源性,表明两株病毒属于不同的谱Vorinostat半抑制浓度系,可能与2018年和2019年的疫情有关。重组分析揭示了两株CCo V的S和N基因高度多样化,提示其复杂的进化史。本研究结果揭示了貉子携带的多种CCo V可能导致疫情的连续暴发,并且在犬和貉子中发生跨种传播,提示我们要不断进行动物养殖场中的传染性病原体监测,以尽早发现其对动物和人类的潜在风险。貉子携带的犬诺如病毒BUCT-K1和BUCT-K4的发现。诺如病毒在人类和多种动物身上有广泛的遗传多样性,是急性胃肠炎爆发的最常见原因,给全球造成了较大的经济社会压力。2020年河北省两个养殖场发生了貉子腹泻疫情,本论文在2021年采集健康貉子的粪便样本,使用高通量测序技术检测貉子体内携带的病原体,发现其中存在两株新型诺如病毒BUCT-K1和BUCT-K4。两株病毒间的核酸同源性为98.69%,与2019年在中国成都的腹泻犬中发现的犬诺如病毒GVI的核酸序列同源性分别为90.45%和90.49%。基于VP1基因的系统发育分析表明,该诺如病毒是基因型GVI的一个新成员。根据核酸同源性和Fusion biopsy地域因素,推测类似的诺如病毒可能长期存在于流浪狗体内,随后由流浪狗或其他动物将病毒携带至这两个农场。本研究首次报告了从貉子样本中发现的新型诺如病毒,这些发现拓展了动物诺如病毒的信息,对诺如病毒的潜在跨物种传播起到预警作用。(2)千金藤素抗病毒活性研究新冠疫情发生后,本课题组第一时间发现了“老药”千金藤素具有抗类新冠病毒的活性。本论文在类新冠病毒GX＿P2V的细胞培养模型中,进一步分析病毒感染的细胞转录组和千金藤素抑制病毒的机制。结果表明,10μmol/L的千金藤素可有效抑制GX＿P2V引起的细胞病变,病毒RNA水平比未经药物处理的细胞降低12,459倍,并且可以抑制病毒感染细胞上清中的活病毒产生。GX＿P2V细胞培养模型的RNA-seq和COVID-19患者的单细胞RNA-seq数据表明,GX＿P2V感染细胞的病理生理机制中存在细胞应激反应,HSF1介导的热休克反应是其核心功能。千金藤素对大多数病毒干扰的基因和通路,如热休克反应、内质网应激/未折叠蛋白反应和自噬等均有较强的抑制作用。此外,调节细胞应激反应和自噬有望治疗新冠感染。本论文证明了千金藤素在体外具有良好的安全性以及明显的抗病毒作用,可能是治疗新冠感染的潜在药物,具有良好的应用前景。总之,本论文紧密联系基础研究和实际应用,高通量筛查出新型动物源性犬冠状病毒HBCL和HBLT和犬诺如病毒BUCT-K1和BUCT-K4,对病毒的系统发育和重组分析表明新型病毒很可能由犬传播到养殖场,为致病病原体扩散的预防和控制提供了理论依据;同时,基于转录组学测序对抗新冠病毒上市老药千金藤素进行抗病毒的分子机制研究,为该药物应用于疫情防控提供理论依据,具有潜在的经济和社会效益。