分析猴痘病毒（MPXV）和牛痘病毒（VACV）基因组，对于理解可能影响疫苗效力和设计的进化过程至关重要。近期一项研究利用CLC软件，阐明了病毒抗原的系统发育关系和结构特征。系统发育基因组分析结合蛋白质结构建模与变异分析，为疫苗设计及功能研究提供了指导。
图注：猴痘病毒生命周期和抗原表面蛋白
构建猴痘病毒数据库并进行基因组分析
研究人员使用CLC软件的Search for Sequences at NCBI工具，使用检索关键词“monkeypox virus complete genome”，将原始测序文件和元数据直接下载至CLC中。
图注：CLC软件内的工具和下载的数据集
随后，对1903个基因组文件进行了全基因组组装（WGA）、注释及进化支系/亚系判定。下图展示了猴痘病毒参考序列（MPXV RefSeq），以及6个编码主要中和决定簇的基因，这些基因与牛痘病毒的对应基因具有同源性。
图注：代表性猴痘病毒基因组
图注：猴痘病毒基因组的Phylogram展现进化和地理时间关系。进化分支（Clade）Ⅰ和进化分支Ⅱ分别起源于中非和西非，二者分支存在明显差异。亚分支（群）体现了其成员样本之间的关联性。
构建牛痘病毒数据库并进行比较分析
以“vaccinia virus”为关键词检索完整牛痘病毒基因组，研究人员确定了9个具有历史意义及当前研究价值的基因组，并将它们的原始测序文件和元数据直接下载至CLC软件中。随后，对牛痘病毒基因组数据集进行了全基因组组装、配对比较（PWC）及系统发育基因组分析。
图注：CLC中的全基因组比对和配对比较工具
图注：代表性牛痘痘苗（vaccinia）、牛痘（cowpox）和马痘病毒基因组的比较分析。系统发育树显示牛痘痘苗（VACV）与马痘病毒（HPXV）的亲缘关系比与牛痘病毒（CPXV）的亲缘关系更近。在牛痘痘苗（VACV）进化分支内，遗传变异显著，存在明显不同的分支。
图注：代表性猴痘和牛痘痘苗病毒基因组的比较分析。全基因组组装结果显示，代表性猴痘病毒（MPXV）分支Ⅰ和分支Ⅱ基因组存在高度保守的中央区域。基于比对百分比（AP）构建的邻接法（NJ）无根树展示了代表性猴痘病毒（MPXV）与牛痘痘苗（VACV）基因组之间的遗传距离。
抗原蛋白结构建模
使用CLC的Download 3D protein structure database工具下载数据库。使用Find and Model Structure工具对猴痘病毒中和决定簇进行蛋白结构建模。通过BLAST方法生成目标氨基酸（AA）序列的同源建模结构，流程包含以下4个步骤：
（1）导入氨基酸序列；
（2）基于蛋白结构序列数据库进行BLAST搜索；
（3）筛选去除低质量hits（一致性＜20%）及低分辨率（<4 Å）的PDB（Protein Data Bank）结构；
（4）对结构进行排序。
图注：牛痘痘苗和天花病毒模板结构
图注：猴痘病毒表面抗原模型与蛋白质分析
总的来说，本研究加深了我们对猴痘病毒和牛痘病毒基因组独特进化路径的理解，同时明确了关键中和决定簇在结构上的重要差异，这些差异对疫苗设计具有重要价值。这项研究建立的病毒全基因组分析流程及基于同源性的结构建模流程，为猴痘病毒研究及疫苗学领域的新发现与技术进步提供了助力。
展望未来，运用先进的计算建模技术有望更深入地揭示猴痘病毒抗原-抗体相互作用的机制，为该领域研究带来新的突破。
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参考文献：
Shen-Gunther, Jane, Hong Cai, and Yufeng Wang. "Genomic and antigenic differences between monkeypox virus and vaccinia vaccines: insights and implications for vaccinology." International Journal of Molecular Sciences 26.4 (2025): 1428.
