自2022年5月全球猴痘疫情暴发以来，病毒基因组以惊人的速度发生突变，传播模式持续演变。世界卫生组织（WHO）于2022年7月将其列为“国际关注的突发公共卫生事件”。尽管现有监测工具能够追踪病毒变异的频率与分布，但尚缺乏对氨基酸变异的系统性风险评估，同时也未整合环境与社会因素对病毒演化的潜在影响。研究表明，关键基因突变可能改变病毒的宿主适应性、传播力及免疫逃逸能力。例如，2023年在刚果民主共和国发现的Clade I新分支已表现出高效人际传播特性，凸显了开发新一代预警工具的紧迫性。
近日，中国科学院微生物研究所吴林寰、胡松年及马俊才研究团队在hLife发表了题为“VarEPS-MPXV: A risk evaluation system for observed and virtual variations in mpox virus genomes” 的文章（图1），正式推出猴痘病毒变异风险评估系统——VarEPS-MPXV。
图1 论文标题及作者信息
VarEPS-MPXV系统通过整合基因组学、结构生物学、环境与社会因素，实现了对已观测变异和潜在虚拟变异的双重预警，为猴痘疫情的精准防控提供科学工具，为全球公共卫生决策提供了多维数据支撑（图2）。作为变异识别、鉴定与预警一体化平台，VarEPS-MPXV集成了来自全球70个国家的17,523条猴痘病毒基因组序列，并基于标准化清洗、多维度注释构建了动态监测框架。该系统不仅支持在线检索、数据下载与交互式可视化，还提供基于变异位点的在线分析工具，包括变异识别、时空追踪、多维度评估、环境及社会因素注释，助力研究人员快速锁定高风险变异，为早期干预与疫苗策略优化提供关键依据。
图2 猴痘病毒变异风险评估系统——VarEPS-MPXV示意图
通过对全球70个国家的17,523条猴痘病毒基因组的深度分析，共鉴定到了61,788个独特氨基酸变异，并从中识别出5个重要特征性突变。其中，OPG118:K606E突变尤为引人注目——该突变跨越26个病毒亚分支，且在人类、啮齿类、灵长类等多宿主中高频出现（图3）。进一步分析表明，该突变在环境压力下表现异常稳定，提示其可能是病毒跨物种传播的核心适应性突变。
图3 MPXV特征氨基酸序列变异频率时序图
此外，研究还发现72.83%的关键变异位点涉及高概率氨基酸替换，表明病毒更易通过“低门槛”突变积累获得进化优势。多维度风险评估结果显示，特征变异位点多为变异难度低的氨基酸替换。并鉴定到 OPG190 基因多个氨基酸变异可能影响病毒抗体亲和力，OPG038 基因 127 位点氨基酸变异可能影响免疫蛋白结合稳定性（图4）。
图4 猴痘病毒特征变异的多维度风险评估
在环境与社会因素分析中，VarEPS-MPXV系统首次提供了对6项环境指标（如温度、湿度）和4项社会指标（如人口密度、卫生条件）对猴痘变异影响的实时查询与可视化功能（图5）。用户可通过系统动态监测这些因素与特定变异位点的关联趋势。这一功能为研究人员探索病毒演化驱动机制提供了全新工具。
图5 社会和环境因素对 IIb_B.1及其子谱系特征变异频率的影响
VarEPS-MPXV系统已实现病毒谱系的动态可视化追踪。通过交互式地图（图6），用户可以实时掌握毒株的时空分布趋势。这一开放平台（https://nmdc.cn/mpox）不仅服务于科研机构，还可帮助公共卫生部门动态调整检测重点与疫苗研发策略。
图6 VarEPS-MPXV功能页面
综上所述，VarEPS-MPXV系统的推出，为病毒监测注入了新的视角。通过多维风险评估模型与多源数据动态监测的结合，系统为全球疫情防控提供了科学化、精细化的分析工具。其价值不仅在于对现有变异的深度解析，更在于为未发生突变的虚拟预测提供了技术路径。未来，随着数据的持续积累与方法的迭代优化，这一平台或可进一步深化对病毒演化规律的理解，并为公共卫生决策提供更具前瞻性的支持。系统所构建的开放框架，也为其他新发传染病防控策略的制定提供了潜在参考，体现了科学与技术协同创新的深远意义。
该研究受国家重点研发计划(潜在新病原风险识别与广谱抗体研制2022YFC2303400)项目资助。
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作者简介
孙清岚 高级工程师
第一作者
机构：中国科学院微生物研究所
研究方向：数据库及数据挖掘
舒畅 高级工程师
第一作者
机构：中国科学院微生物研究所
研究方向：基因组学与生物信息学
马俊才 研究员
通讯作者
机构：中国科学院微生物研究所
研究方向：微生物大数据管理与应用
胡松年 研究员
通讯作者
机构：中国科学院微生物研究所
研究方向：基因组信息挖掘
吴林寰 正高级工程师
通讯作者
机构：中国科学院微生物研究所
研究方向：微生物大数据管理与应用
引用格式：Sun Q, Shu C, Liu Y, et al. VarEPS-MPXV: A risk evaluation system for observed and virtual variations in mpox virus genomes. hLife 2025; https://doi.org/10.1016/j.hlife.2025.04.003.
期刊简介
hLife由高福院士、董晨院士和Jules A. Hoffmann教授（2011诺奖获得者）领衔，是中国科学院微生物研究所主办，中国生物工程学会，浙江大学陈廷骅大健康学院，西湖大学医学院，上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持，与国际出版商爱思唯尔合作的健康科学领域综合性英文期刊。
hLife聚焦健康科学领域的前沿进展，旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果，学科领域包括（但不限于）病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。
hLife是一本金色开放获取期刊，月刊出版；2022年成功入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”；2023年11月正式创刊; 2024年5月被DOAJ收录；2024年8月被Scopus收录。
2026年前hLife接收的稿件免收文章处理费（APC）。
期刊网址：
https://www.sciencedirect.com/journal/hlife