猪瘟病毒的遗传多样性与进化

猪瘟是由猪瘟病毒(classical swine fever virus,CSFV)引起的一种严重危害全球养猪业的烈性传染病,是被OIE列为必须通报的动物疫病之一。基于病毒基因组片段核苷酸序列的系统进化分析,将猪瘟病毒分为3个基因型(基因1~3型)和11个基因亚型(1.1~1.4、2.1~2.3和3.1~3.4)。不同基因型或基因亚型病毒株的流行与进化受到了时空、宿主动物和猪瘟防控策略的制约。欧洲流行的猪瘟病毒株从20世纪70年代由基因1型转变为基因2型,其中该地区野猪群中流行的毒株属于基因2.2和2.3亚型,拉丁美洲国家流行的猪瘟病毒株一直为基因1型,韩国和我国台湾流行的毒株在20世纪末由基因3型转换为基因2.1亚型。随着鉴定的基因2.1亚型毒株的增加,该亚型可进一步划分为3个亚亚型(2.1a~2.1c),这3个亚亚型的毒株在我国都有流行,其中2.1b是我国流行的优势毒株。研究表现突变是促进猪瘟病毒进化的主要动力,同时,同源重组和准种在猪瘟病毒进化过程中也扮演了一定角色。综上所述,对猪瘟病毒流行毒株进行遗传与进化分析可以追踪病毒的来源和掌握该病毒的流行现状以及进化规律,为有效防控猪瘟的发生与流行提供理论指导。     

戊型肝炎病毒基因1型和基因4型中和表位区域分子差异研究

戊型肝炎病毒(HEV)根据易感宿主的差别可以分为两大类:一类只分离自人的H(Human)类,包括HEV-1和HEV-2;一类为人畜共患的Z(Zoonosis)类,包括HEV-3和HEV-4。本研究通过比较这两类HEV的ORF2aa368~606区段,发现存在4个类保守的差异位点,均位于HEV的主要中和表位区域aa459~606,分别是aa483、aa492、aa497和aa599;对这四个位点进行定点替换突变,以一组能够捕获HEV-1和/或HEV-4的单克隆抗体比较各种突变体的免疫反应性,结果表明仅aa497的差异造成了这两类HEV中和表位构象的部分差异,提示aa497及其相关的病毒表面结构差异在H类和Z类HEV宿主选择中可能扮演重要角色。     

2010年内蒙古自治区手足口病病原谱及人肠道病毒71型分子特征研究

研究2010年中国内蒙古自治区引起手足口病(Hand foot and mouth disease,HFMD)的病原谱及人肠道病毒71型(Human enterovirus,HEV71)的分子特征。采集内蒙古自治区12个盟市门诊就诊的HFMD患者粪便和咽拭子标本共921份,进行病毒分离,然后利用三通道实时荧光定量PCR法[同时检测HEV71,柯萨奇病毒A16型(CVA16)和人肠道病毒(HEV)]对阳性分离物进行鉴定,对鉴定为其它HEV的阳性分离物进行VP4和VP1编码区扩增及核苷酸序列测定和分析。921份标本共分离出153株病毒,阳性率为16.61%,其中61株为HEV71,占39.87%,82株为CVA16,占53.59%,7株为其它HEV(分别为6株CVB4和1株Ⅱ型脊髓灰质炎疫苗病毒株),占6.53%,3株为腺病毒。重症病例中分离到9株病毒,其中6株为HEV71,3株为CVA16。选取从临床诊断分别为普通型病例、重型病例的HFMD患者临床标本中分离到的32株HEV71代表株进行VP1编码区基因扩增及核苷酸序列测定和分析,与HEV71其它各基因型和基因亚型的代表株构建亲缘性进化树。32株内蒙古HEV71代表株与1998年以来中国大陆HEV71分离株的VP1区核苷酸和氨基酸水平上的同源性都较高,尤其与2008年的北京代表株同源性最高,与C4基因亚型代表株聚为一支,属于C4基因亚型C4a进化分支,但它们之间的核苷酸和氨基酸的同源性略有差异,分别为96.4%～100%和98.14%～100%,与2007年的内蒙古代表株存在一定的差异,核苷酸同源性为96.95%～97.87%。亲缘进化关系树显示,这些HEV71处于不同的簇中,属于多个病毒传播链。2010年内蒙古HFMD的病原谱以CVA16和HEV71为主,重症病例中以HEV71居多。内蒙古流行的HEV71属于C4基因亚型C4a进化分支,并且存在多个传播链,与2008年北京代表株亲缘关系比2007年内蒙古代表株亲缘关系近,说明内蒙古流行的HEV71不是独立进化的,而是与中国流行的HEV71在共同进化。     

2007年内蒙古一起手足口病暴发的流行病学和病原学分析

2007年内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗暴发了一起手足口病疫情,患者大多出现发热症状,在手、足、口腔和臀部等一个或多个部位出现斑丘疹或疱疹。患者以5岁以下散居幼儿为主,暴发过程中有一个明显的发病高峰。从28名住院儿童采集了23份粪便标本和6份咽拭子标本进行病毒分离,共分离到了15株肠道病毒,其中9株鉴定为人肠道病毒71型(HEV71,分离率为31.03%),1株鉴定为柯萨奇病毒A组16型(CVA16)。结合分析这起暴发中患者的临床表现、流行病学调查结果以及实验室检测结果,表明HEV71可能是引起这起HFMD暴发的主要病原体。9株HEV71分离株在全长VP1区核苷酸水平和氨基酸水平上差异都较小,核苷酸和氨基酸同源性分别高于99.4%和99.0%,说明这起疫情是由同一个病毒传播链引起的。同源性进化分析结果表明,从这起疫情中分离到的HEV71属于C4基因亚型,而C4基因亚型自1998年首次在广东省深圳市报道以来,一直在我国持续流行,是中国大陆HEV71流行的优势基因亚型,提示C4基因亚型HEV71在中国大陆可能有较广泛的分布和传播。     

云南省4株埃可病毒11型VP1基因特征分析

埃可病毒11型(Echovirus 11,ECHO11)属于肠道病毒B组,是最常见的人类肠道病毒(Human enterovirus,HEV)之一,常引起儿童无菌性脑膜炎、脑炎和急性迟缓性麻痹等疾病。为了对云南省手足口病(Hand,foot,and mouth disease,HFMD)监测中分离到的4株ECHO11毒株的VP1基因进行序列分析,并为云南地区ECHO11的进化及流行趋势等研究提供基础数据,本研究对收集到的HFMD病例标本进行病毒分离培养和鉴定,对鉴定为ECHO11的毒株VP1基因测定其完整序列,与GenBank上其他参考株的VP1区序列构建遗传进化树进行基因分析。结果显示,4株ECHO11型毒株分属A1和D5两个基因亚型,分别与各自基因亚型参考株的同源性为最高。D5基因亚型ECHO11分离株在进化树上聚集为3簇,提示存在多个传播链,其D5-1簇的VP1区氨基酸在多个位点上与同基因亚型的其他簇参考株存在特异突变。本研究揭示,云南地区存在两种不同基因亚型的ECHO11流行情况,特别是D5亚型的出现,提示我国周边流行的ECHO11基因型已进入中国大陆,应密切关注其流行变异情况,为今后制定由ECHO11引起的HFMD的公共卫生策略提供依据。     

东北地区戊型肝炎病毒基因特征分析

为探索东北地区戊型肝炎病毒(HEV)流行背景和特征,本实验用抗-HEV抗体酶联免疫试剂盒检测了不同样品血清中的抗体;对样品用RT-PCR检测HEV RNA,对PCR阳性产物进行克隆测序,然后对序列进行分析。对49个呈RNA阳性的样品进行了序列测定,结果显示HEV分离株之间核苷酸同源性为82.2%~100.0%;同时,还与其它四种基因型戊型肝炎病毒进行了核苷酸序列同源性比对,分别在75.6%~81.6%、77.7%~80.9%、73.6%~81.0%和80.9%~95.7%之间。本实验还针对吉林省内的动物源HEV与人源HEV的序列进行了比对,结果其同源性在86.2%~100.0%之间,其中有5对序列完全相同。本研究获得的44个核酸片段结合HEV基因Ⅳ型中已知亚型的12个基因序列进行了亚型分类。结果 44个核酸片段对应3个分支,包括Ⅳa、Ⅳb亚型及另一支独立分支,表明本实验所获得的独立分支里包含的病毒分离株可形成新的亚型,本实验中将其命名为Ⅳh亚型。中国东北地区主要流行的HEV基因型为Ⅳ型,并且人源HEV与动物源HEV有极高的同源性,同时,还发现中国东北地区流行着国内已有报道的Ⅳa、Ⅳb亚型外,存在着一个新的亚型。     

河南省猪戊型肝炎病毒HN-JY40的全基因组序列测定及分析

本文旨在测定猪戊型肝炎病毒HN-JY40株的全基因组序列,并对其序列特征和进化关系进行分析。设计8对引物,利用RT-PCR、3′RACE和5′RACE技术得到了戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus,HEV)河南分离株HNJY40的近似全基因组序列,命名为"HN-JY40";用Expasy、Megalign、Clustal X和MEGA 4等生物学软件进行序列分析、同源比对和进化树的构建。测序得到的HN-JY40序列去除polyA后全长7 223bp,5′UTR有9个碱基,3′UTR全长69bp。ORF1(5 124bp)编码1 707个氨基酸,ORF2(2 025bp)编码674个氨基酸,ORF3(345bp)编码114个氨基酸。全基因组相似性分析发现,HN-JY40为典型的基因4型病毒,且属于一个新亚型。猪HN-JY40ORF1的部分核苷酸(153~432bp)与人源HK104-2004同源性高达到96%,为揭示戊型肝炎的跨种传播提供了新的分子生物学依据。     

福建省2000～2003年戊型肝炎病毒分离株的分子流行病学研究

为研究福建省2000～2003年急性散发性戊型肝炎病毒（HEV）分离株的分子流行病学特征,采用RT—PCR方法扩增HEV ORF2的基因片段,经纯化、克隆、测序后,对其序列用Neighbor-Joining法和Bootstrap法进行基因进化分析。从158例急性散发性戊型肝炎的血清标本中扩增出72份HEV RNA,经基因进化树分析,这72株HEV均属于HEV基因Ⅳ型,且被明显地分为A、B、C、D共4个组群。A群的同源性最高,群内同源性为93．3％～100％;D群的同源性最低,群内同源性在86．6％～100％之间。A群和B群流行株所占比例没有差异;C群流行株所占比例由2002年的7．1％逐渐增加到2003年的26．3％（x^2=10．553,P=0．014）;D群则由85．7％逐渐减少到44．7％（x^2=8．136,P=0．043）。引起福建地区急性散发性戊型肝炎流行的HEV均属于HEV基因Ⅳ型,基因型内存在不同的组群,其中D群的变异较大。     

猪戊型肝炎病毒防控及研究策略分析

戊型肝炎为人畜共患病病原, 猪是主要的病毒储库。我国猪场戊肝病毒流行情况复杂, 猪感染率高, 同一地点存在3型或/和4型两种基因型混合污染。病毒存在基因重组和准种现象, 为病毒遗传进化提供了遗传基础。当前猪戊肝感染人的主要媒介为污染的猪肉及其制品, 其他感染机制和途径还有待进一步阐明。应加强对猪HEV与猪场其他流行病原体相互关系的研究, 同时应加强猪HEV相关信息的积累分析包括对猪HEV感染特性和遗传特性进行实时监测, 将猪HEV流行情况纳入兽医公共卫生预警体系, 实现常态跟踪。     

一株重组鸭源H5N2亚型禽流感病毒分子进化分析

2016年对武汉地区家禽市场进行常规流感监测,分离鉴定到1株H5N2亚型禽流感病毒。本研究对该株病毒进行了全基因组测序,分子特征和遗传进化分析。结果显示该株病毒的HA基因属于Clade2.3.4.4分支,HA蛋白的裂解位点处具有多个连续碱性氨基酸,具备高致病性禽流感病毒的典型分子特征。序列比对分析显示该株病毒的各基因节段分别与H5不同亚型的禽流感病毒具有较高的相似性,推测该分离株为重组病毒。继续开展对家禽市场H5亚类流感病毒的分子流行病学调查,对研究高致病性流感病毒的变异和进化,以及对禽流感的综合防控有着重要的意义。     

戊型肝炎病毒Ⅳ型ORF2蛋白在汉逊酵母中的表达

为了寻求新型表达系统来研制戊型肝炎基因工程疫苗,利用甲基营养型汉逊酵母(Hansenulapolymorpha)系统表达戊型肝炎病毒(HepatitisEvirus,HEV)Ⅳ型结构区ORF2编码蛋白第112-607氨基酸片段。为实现目的基因在汉逊酵母中的高效表达,根据汉逊酵母偏爱密码子优化设计目的基因,用搭桥PCR法合成优化后的基因序列,并克隆到多拷贝表达载体上,转化汉逊酵母营养缺陷宿主菌ATCC26012(Ura3-),在选择培养基上培养,运用PCR法筛选得到携带外源基因的重组菌株,然后用含甲醇的培养基诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE、ELISA和Westernblot检测和鉴定。SDS-PAGE实验结果表明目的蛋白分子量约为56kD,表达量占菌体总蛋白的12%;ELISA检测结果表明表达产物为具有免疫反应性的HEVORF2蛋白,ELISA效价最高可达1∶2048,目的蛋白表达量随着基因拷贝数的增加呈升高的趋势;Westernblot鉴别实验结果证实表达产物与HEV多抗有特异性抗原抗体结合反应。HEV结构区ORF2蛋白在汉逊酵母中的成功表达,为研制基因工程戊型肝炎疫苗奠定了基础。     

First isolation of hepatitis E virus genotype 4 in Europe through swine surveillance in the Netherlands and Belgium

Hepatitis E virus (HEV) genotypes 3 and 4 are a cause of human hepatitis and swine are considered the main reservoir. To study the HEV prevalence and characterize circulating HEV strains, fecal samples from swine in the Netherlands and Belgium were tested by RT-PCR. HEV prevalence in swine was 7-15%. The Dutch strains were characterized as genotype 3, subgroups 3a, 3c and 3f, closely related to sequences found in humans and swine earlier. The HEV strains found in Belgium belonged to genotypes 3f and 4b. The HEV genotype 4 strain was the first ever reported in swine in Europe and an experimental infection in pigs was performed to isolate the virus. The genotype 4 strain readily infected piglets and caused fever and virus shedding. Since HEV4 infections have been reported to run a more severe clinical course in humans this observation may have public health implications.     

Genetic and Experimental Evidence for Cross-Species Infection by Swine Hepatitis E Virus

Prior to the recent discovery of the swine hepatitis E virus (swine HEV) in pigs from the midwestern United States, HEV was not considered endemic to this country. Since swine HEV is antigenically and genetically related to human strains of HEV, it was important to characterize this new virus further. The infectivity titer of a pool of swine HEV in pigs was determined in order to prepare a standardized reagent and to evaluate the dose response in pigs. Although the sequence of swine HEV varied extensively from those of most human strains of HEV, it was very closely related to the two strains of human HEV (US-1 and US-2) isolated in the United States. The U.S. strains which were recently recovered from two patients with clinical hepatitis E in the United States shared ≥97% amino acid identity with swine HEV in open reading frames 1 and 2. Phylogenetic analyses of different regions of the genome revealed that swine HEV and the U.S. strains grouped together and formed a distinct branch. These results suggested that swine HEV may infect humans. When we inoculated rhesus monkeys and a chimpanzee, experimental surrogates of humans, with swine HEV, the primates became infected. Furthermore, in a reciprocal experiment, specific-pathogen-free pigs were experimentally infected with the US-2 strain of human HEV that is genetically similar to swine HEV. These results provided experimental evidence for cross-species infection by the swine virus. Thus, humans appear to be at risk of infection with swine HEV or closely related viruses.     

The PSAP motif within the ORF3 protein of an avian strain of the hepatitis E virus is not critical for viral infectivity in vivo but plays a role in virus release

The ORF3 protein of hepatitis E virus (HEV) is a multifunctional protein important for virus replication. The ORF3 proteins from human, swine, and avian strains of HEV contain a conserved PXXP amino acid motif, resembling either Src homology 3 (SH3) cell signaling interaction motifs or "late domains" involved in host cell interactions aiding in particle release. Using an avian strain of HEV, we determined the roles of the conserved prolines within the PREPSAPP motif in HEV replication and infectivity in Leghorn male hepatoma (LMH) chicken liver cells and in chickens. Each proline was changed to alanine to produce 8 avian HEV mutants containing single mutations (P64, P67, P70, and P71 to A), double mutations (P64/67A, P64/70A, and P67/70A), and triple mutations (P64/67/70A). The results showed that avian HEV mutants are replication competent in vitro, and none of the prolines in the PXXPXXPP motif are essential for infectivity in vivo; however, the second and third prolines appear to aid in fecal virus shedding, suggesting that the PSAP motif, but not the PREP motif, is involved in virus release. We also showed that the PSAP motif interacts with the host protein tumor suppressor gene 101 (TSG101) and that altering any proline within the PSAP motif disrupts this interaction. However, we showed that the ORF2 protein expressed in LMH cells is efficiently released from the cells in the absence of ORF3 and that coexpression of ORF2 and ORF3 did not act synergistically in this release, suggesting that another factor(s) such as ORF1 or viral genomic RNA may be necessary for proper particle release.     

三株散发性戊型肝炎病毒变异株的部分序列比较

对三株散发性戊型肝炎病毒Ｃｈ－Ｔ１１、Ｃｈ－Ｔ２１、Ｃｈ－Ｆ４０的部分基因组做克隆测序,经比较发现与其它国内外ＨＥＶ株ＯＲＦ２部分相应核苷酸序列同源性在７８．３－８１．３,Ｃｈ－Ｔ２１与Ｃｈ－Ｔ４０的核苷酸同源性９８．８％,而Ｃｈ－Ｔ１１与前两者的同源性则分别为８９．８％和９０．２％。Ｃｈ－Ｔ１１、Ｃｈ－Ｔ２１、Ｃｈ－Ｔ４０与其它ＨＥＶ株相应氨基酸序列同源性在９５．８－９７．９％,它们之间的氨基酸     

Structural basis for the neutralization of hepatitis E virus by a cross-genotype antibody

Hepatitis E virus (HEV), a non-enveloped, positive-sense, single-stranded RNA virus, is a major cause of enteric hepatitis. Classified into the family Hepeviridae, HEV comprises four genotypes (genotypes 1-4), which belong to a single serotype. We describe a monoclonal antibody (mAb), 8G12, which equally recognizes all four genotypes of HEV, with ∼2.53–3.45 nM binding affinity. The mAb 8G12 has a protective, neutralizing capacity, which can significantly block virus infection in host cells. Animal studies with genotypes 1, 3 and 4 confirmed the cross-genotype neutralizing capacity of 8G12 and its effective prevention of hepatitis E disease. The complex crystal structures of 8G12 with the HEV E2s domain (the most protruded region of the virus capsid) of the abundant genotypes 1 and 4 were determined at 4.0 and 2.3 Å resolution, respectively. These structures revealed that 8G12 recognizes both genotypes through the epitopes in the E2s dimerization region. Structure-based mutagenesis and cell-model assays with virus-like particles identified several conserved residues (Glu549, Lys554 and Gly591) that are essential for 8G12 neutralization. Moreover, the epitope of 8G12 is identified as a key epitope involved in virus-host interactions. These findings will help develop a common strategy for the prevention of the most abundant form of HEV infection.     

重组CHO细胞C_(28)株S基因序列的测定及分析

目的测定重组CHO细胞C28株S基因序列,研究其遗传稳定性,并与已全基因序列测定的乙型肝炎病毒的S基因序列进行比较分析,预测和揭示现有疫苗株对当前疾病流行株的防病效果。方法从C28株中选取第22代、24代2、5代2、7代、28代2、9代3、0代、31代3、2代3、3代和34代细胞,根据GenBank中C基因型adr亚型乙型肝炎病毒的全基因序列设计引物。采用酚-氯仿法抽提CHO细胞基因组DNA,用PCR法扩增各代次细胞的S基因,回收700 bp左右的目的片段,克隆至pMD18-T载体上进行序列测定。利用生物学软件MEGA4.1和BioEdit进行S基因序列同源性分析,绘制系统进化树,分析与其他HBV病毒株S基因的同源性。应用实验动物测定C28株生产的重组乙型肝炎疫苗的效价。结果 C28株十一个代次之间S基因序列核苷酸和氨基酸同源性均为100%;C28株十一个代次S基因与其他病毒株S基因比较,与C基因型乙型肝炎病毒同源性最高,与其他基因型乙型肝炎病毒的核苷酸同源性达91.4%～95.1%,氨基酸同源性达84.5%～93.3%。免疫NIH小鼠结果显示5批重组乙型肝炎疫苗的效价均符合标准。结论 C28株S基因在传代及保存过程中具有较高的稳定性,对当前疾病流行株有较好的防病效果。