2010年山东省环境污水中脊髓灰质炎病毒的监测及其基因特征分析

本研究在山东省开展了脊髓灰质炎病毒(Poliovirus,PV)的外环境监测,从济南、临沂两地采集污水标本,浓缩处理后进行病毒分离,对分离到的PV采用中和试验进行血清定型,并对其VP1及3D区进行序列测定,分析其基因突变和重组情况。2010年,共采集污水标本32份,PV阳性10份,阳性率31.3%;分离到18株PV(PV1型3株,PV2型9株,PV3型6株),均为疫苗相关株,VP1完整编码区核苷酸变异数在0~4个之间,在3株PV2型病毒和4株PV3型病毒的基因组中发现重组;对VP1区影响神经毒力的减毒位点分析发现,PV1型病毒中有1株在nt 2 749发生突变(A→G),PV2型病毒中有1株在nt2 908发生A→G突变,3株在nt2 909发生U→C突变,6株PV3型病毒全部在nt2 493发生C→U突变。环境污水中可以分离到PV,其基因重组率和主要减毒位点的回复突变率较高,未发现脊灰野毒株和疫苗衍生株脊灰病毒(Vaccine-derived poliovirus,VDPV)。     

肠道病毒B组山东地方株的基因型分布

为明确源自急性弛缓性麻痹(AFP)病例的HEV-B组病毒山东地方株的基因型分布,探讨其优势基因型的变迁与疾病暴发之间的关系,本研究对山东省1994年~2008年AFP监测系统分离到的HEV-B组病毒进行了VP1区核酸扩增和序列测定。序列测定结果显示HEV-B山东地方株共包括29种基因型,其中CVA 1种(CVA9),CVB 5种(CVB1~5),ECHO 20种以及新型肠道病毒EV73、75、97。其中ECHO11、CVB3、ECHO6、ECHO14、ECHO25是AFP监测系统中最常分离到的B组病毒。同源性比较显示,相同血清型HEV-B山东地方株型内核苷酸同源性最小75.4%,最大99.6%,与原型株核苷酸同源性最小73.8%,最大85.2%,但氨基酸变异不大。研究表明,不同基因型病毒具有不同的时间循环模式,相同基因型毒株内部根据其遗传距离的远近又可划分为不同的基因亚型,从而帮助确定HEV的传播途径和传播范围。     

人类肠道病毒74、80和87型山东地方株的鉴定及基因特征分析

随着基于VP1序列分析的分子定型方法的推广应用,许多新型人类肠道病毒(Human enterovirus,HEV)陆续被发现。本研究通过对1989～2010年山东省急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)监测系统分离到的非脊髓灰质炎肠道病毒进行VP1完整编码区的序列扩增及分子定型,共发现1株EV74,3株EV80和1株EV87。同源性分析显示EV74、EV80和EV87山东分离株与原型株的核苷酸同源性分别为81.4%,76.4%～81.7%以及80.3%。系统发生学分析显示山东地方株与国内外其他分离株的亲缘关系均较远。这是在中国大陆地区首次发现EV74和EV87,其中EV87山东分离株为全球第2个鉴定出的分离株。这3种新型HEV在AFP监测系统中的分离率较低,提示尚未在我国导致大规模流行。     

柯萨奇病毒A组2、6、8、12型山东地方株型别鉴定及其基因特征分析

在前期研究中,对山东省1989～2011年急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)和手足口病(Hand,foot and mouth disease,HFMD)患者标本中分离到的部分人类肠道病毒(Human enteroviruses,HEVs)进行分子定型,发现了8个HEV-A血清型。为进一步探究HEV-A组病毒在山东省的基因型分布及分子进化特征,本研究继续对剩余分离株进行核酸提取,以HEV-A组特异性引物对VP1完整编码区进行序列扩增、测序和分子定型,又鉴定出4个血清型,分别为柯萨奇病毒A组(Coxsackievirus A,CVA)2、6、8、12型,共7株病毒。同源性分析显示,7株HEV-A山东分离株与其原型株核苷酸同源性介于80.8%～85.0%之间。系统进化树表明,CVA8、12型山东分离株与国内分离株存在一定亲缘关系,而CVA2、6型山东株同国内外分离株亲缘关系均较远,并且CVA2、6型在山东省内可能存在多个传播链。本研究将我省HEV-A组的血清型别增加至12个,进一步丰富了HEV-A山东地方株的遗传进化特征,并且发现CVA2、6、8、12血清型在山东省甚至全国范围内存在不同基因特征的传播链的共循环。     

人类肠道病毒74型山东地方株的全基因组序列分析

人类肠道病毒(HEV)74型是人类肠道病毒B组(HEV-B)的新成员。为了解其进化和重组特性,本研究对2005年山东省急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)监测系统分离到的人类肠道病毒74型山东地方株05293/SD/CHN/2005进行了全基因组序列测定和分析。与GenBank中的另2株HEV74全基因组序列比对,发现在5’NTR和3’NTR区有核苷酸缺失和插入;核苷酸序列的同源性分别为80.8%和80.6%,氨基酸同源性为96%和95.9%。山东株与原型株USA/CA75-10213间P1、P2和P3区核苷酸同源性分别为81.5%、80.0%和79.7%,氨基酸同源性分别为95.9%、96.0%和96.2%;山东株与西藏株Rikaze-136间P1、P2和P3区核苷酸同源性分别为81.9%、78.8%和79.5%,氨基酸同源性分别为95.9%、96.1%和95.7%。通过系统发生树和同源重组分析,发现该病毒可能与其他HEV-B组肠道病毒间发生重组。     

基于环境污水监测的埃可病毒11型的循环动态变化及其基因特征分析

为探讨山东省环境污水监测中埃可病毒11型(Echovirus 11,Echo11)的动态变化及分子流行病学特征,本研究对山东省2011~2012年环境污水监测分离到的Echo11毒株进行了VP1区核酸扩增和序列测定,并与1994~2010年山东省急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)监测系统中Echo11分离株以及国外同型毒株进行同源性分析和系统发生学分析。结果显示:2011~2012年山东省济南市和临沂市共分离到Echo11 94株,其时间分布具有季节性特征,夏秋季高峰明显。分离毒株之间核苷酸和氨基酸同源性分别为89.5%~100.0%和95.4%~100.0%;与原型株(Gregory)之间核苷酸和氨基酸同源性分别为76.6%~79.7%和90.4%~92.5%。山东环境分离株全部属于A基因型,毒株之间核苷酸变异较大,提示山东地区存在多个传播链共循环。本研究描述了山东省环境污水中Echo11分离株的动态变化和遗传特征,结果证明环境污水监测是探索人类肠道病毒动态流行和遗传变异的重要手段。     

环境污水中诺如、轮状、星状病毒的检测和分子流行病学研究

为分析城市污水中诺如病毒(Norovirus,NoV)、轮状病毒(Rotavirus,RV)、人类星状病毒(Human Astrovirus,HAstV)的分子流行病学特征,探索环境监测技术在病毒性胃肠炎疾病防控中的作用,本研究在山东省3个城市建立环境污水监测点,从7份分别采自2009~2015年的污水标本中提取RNA,通过逆转录-聚合酶链反应扩增其中的NoV、RV、HAstV的核酸片段,扩增产物通过TA克隆后转化大肠杆菌JM109并进行序列测定,根据获得的序列分析其型别构成和系统发生特征。共检测出特异性序列210条,分属于6个NoV I基因型、4个NoV II、3个RV G基因型、3个RV P基因型和4个HAstV血清型。GI.2、GII.4、G9、P[8]和HAstV-1是各病毒检测中最常见的基因型。系统发生分析显示GI.3、GI.6、GII.4、G9、P[8]、HAstV-1和HAstV-4基因型内又分为多个传播链。研究结果表明生活污水中含有多种多样的胃肠炎病毒信息,环境监测是监测病毒区域性流行的重要途径之一。