鯨類病毒多樣性再拓展，首次在領(lǐng)航鯨和虎鯨中發(fā)現(xiàn)2種新環(huán)狀病毒

本文來(lái)源于海潮天下（Marine Biodiversity）

▲上圖：一頭領(lǐng)航鯨探頭出水。這種行為在生物學(xué)上被稱為“間歇性破浪”或“探頭望”（spyhopping），通常被認(rèn)為是鯨類為了觀察海面以上環(huán)境或?qū)ふ耀C物而采取的一種垂直浮窺姿勢(shì)。攝影：Barney Moss（CC BY-SA 2.0）

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出品 | 海潮天下

鯨類是處于海洋食物鏈頂端的巨獸，一直以來(lái)都是海洋生物學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。但從另外一個(gè)層面講，這些巨獸體內(nèi)，還隱藏著一個(gè)人類此前從未察覺(jué)的微觀世界。

在加勒比海域的短肢領(lǐng)航鯨（Globicephala macrorhynchus）和虎鯨（Orcinus orca）體內(nèi)，科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了兩種此前從未被記錄過(guò)的病毒。這項(xiàng)研究由亞利桑那州立大學(xué)（ASU）的病毒學(xué)團(tuán)隊(duì)牽頭，聯(lián)合了多個(gè)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)，2026年初相關(guān)成果已發(fā)表在《病毒學(xué)》（Virology）期刊上。這次發(fā)現(xiàn)是首次在北大西洋鯨類中檢測(cè)到環(huán)狀病毒，為研究海洋脊椎動(dòng)物的病毒多樣性提供了新證據(jù)。

圓環(huán)病毒（Circoviridae），也經(jīng)常被譯為環(huán)狀病毒，是一類單鏈DNA病毒，其基因組結(jié)構(gòu)非常的小。在陸地生物的研究中，這類病毒比較常見(jiàn)，比如豬、以及一些鳥(niǎo)類感染后，常會(huì)出現(xiàn)免疫系統(tǒng)受損的情況。但在海洋環(huán)境中，關(guān)于這類病毒在海洋脊椎動(dòng)物中的分布情況，科學(xué)界一直知之甚少。

▲上圖：一頭虎鯨。?攝影：王敏幹（John MK Wong） | 海潮天下（Marine Biodiversity）

挖掘歷史檔案

為了弄清這一點(diǎn)，該研究團(tuán)隊(duì)利用了在圣文森特島（St. Vincent）長(zhǎng)期合作收集的檔案樣本。這些樣本主要來(lái)自當(dāng)?shù)睾戏ǖ牟饿L活動(dòng)。借助高通量遺傳測(cè)序技術(shù)（HTS），研究人員在這些存檔的組織樣本中篩查出了病毒序列，隨后利用特異性引物擴(kuò)增，成功復(fù)原了7個(gè)完整的病毒基因組。其中5個(gè)基因組來(lái)自短肢領(lǐng)航鯨，2個(gè)來(lái)自虎鯨。

▲上圖：圣文森特和格林納丁斯地圖。圖源：freeworldmaps

介紹一下，圣文森特和格林納丁斯（Saint Vincent and the Grenadines）是一個(gè)位于加勒比海的島國(guó)，位于東加勒比地區(qū)，屬于小安的列島的一部分。在圣文森特和格林納丁斯，尤其是巴魯阿里（Barrouallie）等沿海社區(qū)，捕獵短肢領(lǐng)航鯨就是一項(xiàng)有著百余年歷史的傳統(tǒng)。當(dāng)?shù)厝斯芩鼈兘小昂隰~(yú)”（Blackfish），捕獲的鯨肉和油脂，一直是當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的重要蛋白質(zhì)來(lái)源和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)充。由于這種捕撈活動(dòng)屬于受到國(guó)際監(jiān)管或地方政府許可的生計(jì)模式，它為科研人員提供了一個(gè)觀察和采樣海洋哺乳動(dòng)物的特殊窗口。

經(jīng)過(guò)基因組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這兩種病毒跟目前已知的圓環(huán)病毒都有很大差異。

根據(jù)分類學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，如果一種病毒與已知種類的全基因組核苷酸序列相似性低于80%，那么，通常就被認(rèn)定為一個(gè)新的物種。而這次發(fā)現(xiàn)的兩種病毒，與已知病毒的相似性連65.4%都不到，甚至這兩種新病毒彼此之間的相似性也只有66%左右。因此，它們被正式命名為領(lǐng)航鯨圓環(huán)病毒（shofin circovirus）和虎鯨圓環(huán)病毒（orcin circovirus）。

在病毒結(jié)構(gòu)分析中，研究人員注意到一個(gè)細(xì)節(jié)。這些鯨豚類圓環(huán)病毒的衣殼蛋白（capsid proteins），也就是病毒的外殼結(jié)構(gòu)，在其表面暴露的環(huán)狀結(jié)構(gòu)（surface loops）上存在明顯的延伸。特別是所謂的E-F環(huán)區(qū)域，其長(zhǎng)度幾乎是陸地豬圓環(huán)病毒2型（PCV2）的兩倍。衣殼蛋白的表面環(huán)狀結(jié)構(gòu)通常是病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合、以及應(yīng)對(duì)宿主免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。這種結(jié)構(gòu)的差異，暗示了海洋環(huán)境下的病毒可能面臨著與陸地病毒不同的免疫進(jìn)化壓力。

▲上圖：鯨偶蹄目（Cetartiodactyla）的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。這個(gè)圖清晰地呈現(xiàn)了鯨類如何從陸生偶蹄動(dòng)物演化并重返海洋的親緣圖譜。圖表以進(jìn)化分支的形式說(shuō)明，鯨類與河馬、豬、牛及駱駝?chuàng)碛泄餐淖嫦龋⑻貏e標(biāo)注了鯨類與河馬在“鯨河馬亞目”下的近親關(guān)系。其實(shí)，這一分類架構(gòu)揭示了齒鯨和須鯨的陸地起源之余，也解釋了為何在鯨類身上發(fā)現(xiàn)的圓環(huán)病毒會(huì)與豬等陸生偶蹄動(dòng)物攜帶的病毒在遺傳結(jié)構(gòu)上具有顯著的相關(guān)性。?Linda Wong攝于國(guó)家自然博物館“鯨·奇——海洋深深之遇見(jiàn)鯨”特展 |海潮天下（MarineBiodiversity）

從進(jìn)化關(guān)系來(lái)看，鯨類和豬同屬于偶蹄目（Artiodactyla）。基因樹(shù)分析顯示，這些感染鯨類的圓環(huán)病毒在進(jìn)化支上非常接近且穩(wěn)定。研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，這類病毒可能在鯨類的遠(yuǎn)古祖先階段就已經(jīng)存在，并隨著宿主的演化一直延續(xù)至今。

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(圖文無(wú)關(guān)）認(rèn)識(shí)虎鯨。?Linda Wong 攝于阿布扎比| 海潮天下（Marine Biodiversity）

鯨類攜帶未知病毒，

卻不知是否影響健康

不過(guò)，目前關(guān)于這些病毒是否會(huì)導(dǎo)致“海洋霸主”生病，科學(xué)界還沒(méi)有確鑿的證據(jù)。

此前，在陸地動(dòng)物的研究案例中，圓環(huán)病毒往往會(huì)導(dǎo)致宿主免疫力下降。此前也有研究發(fā)現(xiàn)，太平洋地區(qū)感染了圓環(huán)病毒的柏氏中喙鯨（Mesoplodon densirostris）表現(xiàn)出了免疫抑制的跡象。

雖然目前還不能斷定加勒比海的這些新病毒具有同樣的破壞力，但這一發(fā)現(xiàn)提醒研究者，在評(píng)估海洋哺乳動(dòng)物的整體健康狀況時(shí)，需要把這類隱性感染的病毒納入考量。

▲虎鯨是智商很高的動(dòng)物，大腦非常發(fā)達(dá)，不僅聰明，而且有著非常細(xì)膩的情感世界。上圖是一頭年輕的定居型虎鯨正在追逐一條帝王鮭。圖源：Oregon State University（CC BY-SA 2.0）

這項(xiàng)研究分析的，是已經(jīng)存檔的死鯨組織樣本，而不是通過(guò)直接捕獲和研究活體鯨類。這些樣本是通過(guò)多年的合作項(xiàng)目從圣文森特島的捕鯨活動(dòng)中獲得的，允許研究人員在沒(méi)有新捕殺鯨類的情況下進(jìn)行病毒研究。

正是對(duì)存檔樣本的再次挖掘，科學(xué)家們證明了海洋中還存在大量未被發(fā)現(xiàn)的病毒類型。隨著測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們能夠更清晰地勾勒出海洋生物體內(nèi)的微觀生態(tài)。接下來(lái)，研究人員還需要對(duì)更多海域、更多物種進(jìn)行采樣，以確定這些病毒的傳播途徑以及它們對(duì)鯨類種群的具體影響。

感興趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）讀者可以參看全文：
Matthew D. De Koch, Simona Kraberger, Russell Fielding, Kendal Smith, Kelsie Schiavone, Katharine R. Hall, Vincent S. Reid, Diallo Boyea, Emma L. Smith, Kara Schmidlin, Rafaela S. Fontenele, Darren P. Martin, Mart Krupovic, Arvind Varsani. Novel circoviruses identified in short-finned pilot whale and orca from the North Atlantic Ocean. Virology, 2026; 615: 110768 DOI: 10.1016/j.virol.2025.110768

01

圓環(huán)病毒（Circovirus）

圓環(huán)病毒（也稱為環(huán)狀病毒）是一類具有單鏈環(huán)狀DNA基因組的小型病毒，通常感染鳥(niǎo)類、豬類等多種動(dòng)物。環(huán)狀病毒的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基因組長(zhǎng)度約為1700~2100個(gè)核苷酸，是已知最小的動(dòng)物病毒之一。由于其基因組小、復(fù)制方式獨(dú)特，環(huán)狀病毒在病毒學(xué)研究中備受關(guān)注。它們能夠引發(fā)多種疾病，如豬環(huán)狀病毒2型（PCV2）可導(dǎo)致豬群的免疫抑制、生長(zhǎng)遲緩。近年來(lái)，科學(xué)家在多種鯨類和其他海洋哺乳動(dòng)物中也發(fā)現(xiàn)了環(huán)狀病毒，揭示了這些病毒在不同物種中的廣泛分布及其可能的生態(tài)影響。

02

古老病毒（Ancient Viruses）

古老病毒（Ancient Viruses）是指那些在地球生命早期或生物進(jìn)化初期就已存在，并與宿主物種共同演化的病毒。它們可能通過(guò)基因組中的“遺傳痕跡”以內(nèi)源性病毒的形式留存在宿主的基因組中，影響宿主的免疫系統(tǒng)或生理特征。這些病毒的存在通常沒(méi)有直接引起疾病，而是與宿主形成長(zhǎng)期共生關(guān)系。比如古代流感病毒，科學(xué)家分析了冰凍在冰層中的古老尸體和組織，然后成功重建了幾千年前的流感病毒基因組，這為研究現(xiàn)代流感病毒的演變提供了線索。

一個(gè)更近一些的例子是，2014年，法國(guó)科學(xué)家在西伯利亞約3萬(wàn)年前的深層永凍土中，發(fā)現(xiàn)了一種巨型病毒，并將其命名為“闊口罐病毒”（Pithovirus sibericum）。它被封存在地下30米處的凍土層中長(zhǎng)達(dá)3萬(wàn)年，那是猛犸象還活躍在地球上的晚更新世。這種病毒體積巨大，甚至在普通光學(xué)顯微鏡下就能看到，這打破了人們對(duì)病毒“微小”的傳統(tǒng)認(rèn)知。科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中將其“復(fù)活”，發(fā)現(xiàn)它在沉睡萬(wàn)年后依然具有感染力。不過(guò)幸運(yùn)的是，這種病毒只感染阿米巴原蟲(chóng)，對(duì)人類無(wú)害。

03

鯨類病毒多樣性（Cetacean Viral Diversity）

鯨類病毒多樣性（Cetacean Viral Diversity）是指寄生于鯨魚(yú)、海豚等海洋哺乳動(dòng)物體內(nèi)的病毒群落總和，涵蓋了從致病性極強(qiáng)的麻疹病毒、到各類共生的微小DNA病毒。由于鯨類處于海洋食物鏈頂端，且許多鯨類有跨洋遷徙的習(xí)性，它們體內(nèi)的病毒組記錄了宿主從陸地向海洋演化過(guò)程中的免疫印記，也像是一面反映海洋生態(tài)健康水平的“鏡子”。研究這些病毒的種類、豐度及演變，讓科學(xué)家可以監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境壓力對(duì)野生動(dòng)物的影響，并預(yù)警可能跨越物種屏障的潛在生物安全風(fēng)險(xiǎn)。

比如說(shuō)，麻疹病毒與大規(guī)模擱淺事件。在北大西洋和地中海，鯨豚類麻疹病毒（CeMV）曾多次引發(fā)海豚的大規(guī)模死亡和擱淺。這種病毒與人類的麻疹病毒、牛瘟病毒高度同源，具有極強(qiáng)的傳染性。那么，研究這些受感染海豚的病毒序列，就可以追蹤病毒如何在不同海域的種群間跨洋傳播，就跟人類監(jiān)測(cè)全球流感動(dòng)態(tài)一樣。

又如，在流感病毒的海陸跨界方面，科學(xué)家曾在領(lǐng)航鯨體內(nèi)檢測(cè)到流感病毒，基因分析發(fā)現(xiàn)這些毒株與海鳥(niǎo)攜帶的病毒非常接近。這就說(shuō)明，鯨類在海洋生態(tài)位中充當(dāng)了病毒跨物種傳播的節(jié)點(diǎn)。了解這種多樣性，有助于人類理解病毒如何從飛禽傳染給海洋哺乳動(dòng)物，進(jìn)而就可用于評(píng)估其對(duì)人類公共衛(wèi)生的遠(yuǎn)期威脅。

另外一個(gè)例子是研究乳頭瘤病毒與環(huán)境污染。在一些受工業(yè)污染嚴(yán)重的沿海水域，曾有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)瓶鼻海豚患皮膚腫瘤的比例升高，這通常與它們攜帶的乳頭瘤病毒（PVs）有關(guān)。在這種情況下，病毒的多樣性和活性可能就充當(dāng)了環(huán)境質(zhì)量的“指示劑”——當(dāng)化學(xué)污染導(dǎo)致海豚免疫系統(tǒng)受損時(shí)，原本潛伏的病毒就會(huì)大量復(fù)制、并致病。

Q1、如果圓環(huán)病毒在鯨類祖先“下海”之前就已經(jīng)與其共生，且在數(shù)千萬(wàn)年的進(jìn)化中與陸地近親（如豬圓環(huán)病毒）保持了相似的免疫對(duì)抗邏輯，那么這種跨越海陸的親緣關(guān)系，是否意味著在極端環(huán)境變化下，海洋病毒依然具備跨物種傳播至陸地哺乳動(dòng)物甚至人類的潛在邏輯？

Q2、目前科學(xué)家只能確認(rèn)病毒的存在，卻無(wú)法確定其致病性。考慮到全球氣候變暖和海水污染已經(jīng)讓鯨類處于壓力之下，那么，這種“不明影響”的病毒，是否會(huì)成為壓垮某些邊緣的、極小的受威脅種群的最后一根稻草？在無(wú)法直接觀測(cè)到臨床癥狀的情況下，你覺(jué)得，該如何定義和評(píng)估深海野生動(dòng)物的“真實(shí)健康水平”呢？

Q3、其實(shí)，這項(xiàng)關(guān)于加勒比海鯨類圓環(huán)病毒的研究，雖然地理跨度離中國(guó)較遠(yuǎn)，但筆者認(rèn)為，它的研究思路和技術(shù)手段，對(duì)我們國(guó)內(nèi)海洋科學(xué)、公共衛(wèi)生安全及生物多樣性保護(hù)應(yīng)該是具有重要的參考價(jià)值的。該研究證明了“生物檔案”在應(yīng)對(duì)新興病原體研究中的一個(gè)被忽略的重要地位。這支研究團(tuán)隊(duì)利用的是多年前甚、至幾十年前收集的檔案樣本，然后，用高通量測(cè)序技術(shù)讓這些“舊樣本”煥發(fā)了新價(jià)值。

其實(shí)目前，中國(guó)在南海、東海擁有廣闊的管轄海域，擱淺鯨豚類的處置記錄和樣本采集工作已開(kāi)展了很多年了。加上許多媽祖廟、傳統(tǒng)地方社區(qū)的習(xí)俗，也保存了大量的鯨骨。那么，能不能進(jìn)一步完善國(guó)家級(jí)的海洋哺乳動(dòng)物組織、以及骨骼的樣本庫(kù)，并建立標(biāo)準(zhǔn)化的存檔機(jī)制？屆時(shí)，將可能擁有一個(gè)巨大的基因?qū)殠?kù)，用于追溯環(huán)境變化和病毒演變。你覺(jué)得可行嗎？

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王敏幹：中國(guó)南海的鯨豚（2005年）
儒艮頭骨和全身骨骼標(biāo)本（組圖）

灰鯨骨骼標(biāo)本 | 圖源：王敏幹

Q4、在技術(shù)應(yīng)用層面，這項(xiàng)研究展示了分子“考古”的精準(zhǔn)度。研究人員分析了衣殼蛋白的表面環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在沒(méi)有觀測(cè)到臨床癥狀的情況下，就推斷出了病毒的演化壓力。中國(guó)作為偶蹄目動(dòng)物（如豬、羊）的養(yǎng)殖大國(guó)，研究鯨豚類（同屬偶蹄目）攜帶的圓環(huán)病毒，或許，也有助于我們理解這一類病毒在海陸交界地帶的傳播邏輯？

本文參考資料

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0042682225003824
https://www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260105165813.htm

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資訊源 | De Koch, Matthew D., et al.(2026)

文 | 王海詩(shī)

排版 | 盧曉雨

時(shí)間 | 2026年1月11日

海潮天下

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「海潮天下」（Marine Biodiversity）聚焦全球海洋、濕地、生物多樣性治理等環(huán)境前沿議題，以科學(xué)視角解讀自然與生態(tài)奧秘，記錄前沿研究與自然保護(hù)實(shí)踐，服務(wù)科技工作者，助力中國(guó)深度參與全球環(huán)境治理。我們致力于打造最新、最快、客觀中立、高質(zhì)量的生物多樣性傳播與學(xué)術(shù)橋梁，爭(zhēng)取不辜負(fù)讀者的每一分鐘。歡迎關(guān)注！