中国MERS输入病例病毒基因组测序及分析

为测定分析中国第一例输入性中东呼吸综合征冠状病毒基因组序列.采用PCR分段扩增、测序、拼接的方法,组装病毒基因组序列,应用BLAST,MEGA6.0,SIMPLOT,RDP等软件分析病毒序列的相似性、变异、进化、重组事件.结果发现,所完成的病毒序列长度为29928 bp,与韩国报道的序列最为接近.病毒核苷酸序列与近期中东地区分离到的病毒株序列相似性高达99.53%~99.92%;在多聚蛋白ORF1ab中有3个新发突变,而S,E,M,N蛋白未出现变异;核苷酸序列无明显的片段重组现象.本研究表明,中国广东第一例输入性MERS患者的序列没有出现明显的变异,一些位点突变后功能变化仍需进一步研究.     

广东人禽流感H5N1毒株M基因特性、进化和变异

通过对人禽流感H5N1毒株M基因序列的变异分析,揭示毒株M基因特征与进化。检测广东地区人禽流感H5N1毒株M基因核苷酸序列,同时检索全球人禽流感H5N1毒株M基因序列,采用DNAStar5.0软件对检索的人禽流感H5N1毒株M基因核苷酸序列进行比对和分析;并结合流行病学资料对变异毒株进行进化速度分析。结果发现,1997~2006年53株毒株M1基因和51株毒株M2核苷酸序列同源性均分成两组,1997年毒株为第一组(GⅠ),2003~2006年香港、越南、泰国、印尼、中国大陆、土耳其、伊拉克、阿塞拜疆、埃及毒株为第二组(GⅡ)。M1基因20个氨基酸位点置换,占7.94%(20/252),其中2003~2006年毒株M1基因有9个氨基酸位点不同于1997年毒株;M2基因22个氨基酸置换,占22.7%,其中2003~2006年毒株M2基因有4个氨基酸不同于1997年毒株。M2基因Ks值为26.8×10-6~42.6×10-6Nt/d,Ka值为4.39×10-6~6.98×10-6Nt/d;而M1基因的同义突变速度均远高于错义突变速度,显示M1基因受到机体免疫压力较小;检验发现M1基因进化存在负选择性压力。2003~2006年毒株M1基因通过氨基酸S224N置换,增加一个糖基化位点NSS224-226;而来自印尼的8株毒株M2基因发生C50F置换,引起蛋白二级结构改变。1997年中国香港人禽流感毒株自当时出现后,便未在以后人禽流感疫情中出现。2003~2006年毒株M1基因增加糖基化位点NSS224-226,可能与毒株致病性有关。人禽流感H5N1毒株M基因在自然界变异频繁,可能影响H5N1毒株的人-人传播能力。     

庆阳市本土新冠病毒Omicron变异株的全基因组特征分析

本文将高通量测序技术应用于新型冠状病毒感染（COVID-19）的疫情防控当中,从基因组水平上了解新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的分子学特征及变异情况,从而为疫情的防控提供科学的参考及准确的研判依据。我们选取2022年8月-9月庆阳市报告的新冠疫情本土感染者标本作为研究对象,对标本进行核酸检测和病毒全基因组测序并进行序列比对,使用MEGA分析软件基于邻接法构建病毒进化树,从而了解病毒的分子学特征及相关性。本研究所选取的9例病例均为普通型病例,核酸检测Ct值均较低。Nextclade分型结果显示：9条序列均属于21L型Omicron变异株;Pangolin分型结果显示：9条序列均处于Pangolin谱系中的BA.2.76进化分支上。与武汉参考株Wuhan-Hu-1(NC＿045512.2)相比,9条SARS-CoV-2序列的核苷酸同源性中位数为94.6%,核苷酸突变类型包括76～78个替换突变和3处缺失突变,氨基酸突变位点共涉及10个基因编码框,按氨基酸错义突变总数由多到少依次为：S蛋白区,ORF1ab区,N蛋白区,M蛋白区,E蛋白区和ORF3a、ORF6、ORF8、ORF9b区。进...     

中东呼吸综合征冠状病毒多重荧光定量RT-PCR检测技术的建立

建立中东呼吸系统综合征冠状病毒(MERS-CoV)感染的筛查与诊断应用的核酸检测方法。本研究建立了基于MERS-CoV三个分子靶标(upE,ORF1b,N2)的双重以及三重的三种荧光定量RT-PCR检测技术方法,分别与前期建立的单重荧光定量RT-PCR(upE或N2)检测方法做了比较,并且采用MERS-CoV病毒毒株、上海提供的口岸发烧病人样本以及由首例中国MERS-CoV韩国地区输入病例的咽拭子样品和全血的样品做了临床验证。结果显示:采用MERS-CoV病毒毒株作为模板,三种新建立的多重检测方法与单重荧光定量RT-PCR检测方法最低检测限均能达到10PFU/mL,且与其他常见呼吸道病毒的阳性样本均无交叉反应,特异性良好。对临床样品的验证中,上海病人咽拭子样本均为阴性,而中国首例MERS输入病例的急性期咽拭子样品均为阳性,而全血样的检测结果显示N2靶标有较高检出率,明显优于基于upE单一靶标。本研究所建立的基于MERS-CoV三个分子靶标(upE,ORF1b,N2)的双重以及三重荧光定量RT-PCR检测技术方法用于MERS-CoV感染的实验室诊断,具有较高灵敏度与特异性及适用性。     

鸡传染性支气管炎中国地方分离毒株LX4mRNA1ORF1的遗传变异特征

应用RT-PCR方法扩增了冠状病毒鸡传染性支气管炎中国分离毒株LX4的mRNA1 ORF1,并将其进行了克隆、序列测定和分析.表明LX4mRNA1基因包含2个ORF,其中ORF1a由11 916个核苷酸组成,编码一条3 971个氨基酸残基组成的多肽.ORF1b由7 950个核苷酸组成,编码2 649个氨基酸残基组成的多肽.与美国Beaudette株对应的ORF1a核苷酸及推导的氨基酸序列同源性均为85%,与对应的ORF1b的同源性分别为89%和95%.二者ORF1a和ORF1b重叠区推测的"滑脱序列"(slippery sequence)核苷酸序列一致,"假结"(pseudoknot)基本结构相似.不同之处在于"假结"第2环中LX4的第7位为A,而Beaudette株在该位置为G.与Beaudette株比较,LX4 ORF1a核苷酸变异最频繁的区域集中在第2 656～3 098位碱基处,且在该区域有60个碱基的插入,导致推导的氨基酸序列插入了20个氨基酸残基.LX4 ORF1b序列缺失9个核苷酸,主要集中在第5 168～5 181位之间,导致对应的氨基酸缺失3个.但这些差异是否与病毒的生物学特性有关不明.     

一株鸭源传染性支气管炎病毒的分离鉴定及结构蛋白基因和血清型分析

【目的】对从广西某鸭场发生呼吸道感染的11天龄樱桃谷肉鸭分离到的病毒株进行鉴定,并探索此鸭源病毒分离株的遗传变异情况。【方法】通过血凝试验、鸡胚接种实验、3?端非编码区(3'UTR)基因扩增与序列测定对分离株进行鉴定,并对该分离株的结构基因S1、E、M和N分别进行序列测定以及相似性、系统进化树分析和血清型鉴定。【结果】血凝试验为阴性,接种鸡胚盲传5代后出现侏儒胚,3?UTR基因测序结果表明为传染性支气管炎病毒(IBV)序列。该分离株S蛋白的裂解位点为RRSRR,S1、E、M和N基因与IBV毒株H120、4/91、LTD3核苷酸相似性分别为:78.6%–99.7%、85.4%–100.0%、91.6%–93.2%、86.7%–91.7%。除N基因存在点突变外,S1、E和M基因均存在氨基酸的突变、插入和(或)缺失。系统进化树分析显示,其S1基因属于4/91型,E、M和N基因均为LDT3型。血清型分析表明,该分离株的血清型不同于疫苗株H120和4/91。【结论】此鸭源病毒分离株为IBV,且该分离株的基因型与血清型均发生了变异。本研究结果暗示禽类传染性支气管炎的防控面临着更严峻的挑战。     

阿卡斑病毒云南分离株全基因组序列特征研究

为阐明分离自云南省的蚊媒阿卡斑病毒(Akabane virus,AKV)DHL10M110株(简称云南株)的分子生物学特征,采用RT-PCR和核苷酸序列测定方法,对云南株进行全基因组序列测定和分析。结果获得了云南株全基因组核苷酸序列,该病毒株的L、M和S基因核苷酸序列全长分别为6 869bp、4 309bp和856bp,其中开放读码框(Open reading frame,ORF)核苷酸序列依次为6 756bp、4 206bp和702bp,并分别编码2252、1402和234个氨基酸。这三个基因片段ORF的系统进化分析表明,云南株L基因与AKV标准株OBE-1(日本)和AKVS-7/SKR/2010株(韩国)处于同一进化分支;在M和S基因进化树中,云南株与日本、韩国和台湾地区的AKV流行株亲缘关系较近,但云南株单独处于一个小的进化分支。同源性分析表明,云南株L、M和S片段ORF与OBE-1株的核苷酸(氨基酸)同源性分别为92.6%(98%)、88.5%(94%)和96.4%(99.1%)。云南株与OBE-1株的L、M和S片段分别有45、84和2个氨基酸位点的差异。此外,无论L、M和S基因核苷酸序列的同源性或系统进化分析均表明,云南株与肯尼亚和澳大利亚AKV分离株进化关系较远,同源性较低。本研究进一步通过病毒全基因组序列分析证实DHL10M110病毒株为AKV,属亚洲进化群,但与日本和韩国株相比仍有一定差异,云南株地域特征明显。这是首次在中国大陆地区测定到该病毒的全基因组序列。     

2013～2014年我国输入性B3基因型麻疹病毒的基因特征分析

研究2013~2014年中国大陆分离到的输入性B3基因型麻疹野毒株的N蛋白羧基端核苷酸和氨基酸特征。应用MEGA6.0软件对2013~2014年输入我国的B3基因型麻疹病毒、GenBank下载的WHO参考株、2013~2014年全球流行的B3基因型麻疹病毒代表株和中国疫苗株泸191(S191)构建基于N蛋白COOH端450个核苷酸片段序列的亲缘性关系树、分析其核苷酸和氨基酸差异。13株B3基因型中国分离株间的核苷酸序列和氨基酸序列同源性分别为99.7%~100%和100%;与B3基因型WHO参考株的核苷酸和氨基酸同源性分别为96.6%~96.8%和95.3%~97.3%;与2013~2014年流行的B3基因型的麻疹野病毒代表株的核苷酸和氨基酸同源性分别在90.0%~100%和87.9%~100%;与S191的核苷酸和氨基酸同源性分别为93.3%~93.5%和87.2%。本研究对积累我国麻疹病毒分子流行病学基线数据具有很重要的意义,随着我国进入麻疹消除加速阶段,将会监测到更多的非本土基因型的输入,需要进一步加强病毒学监测,防止输入性麻疹野病毒在我国扩散和传播。     

犬冠状病毒南京株M基因的同源重组分析

对来自腹泻犬粪样的犬冠状病毒(CCV)南京株NJ17株及参考株1-71的M基因进行了克隆、测序,并与GenBank中所有已知CCV毒株及同亚群的猪冠状病毒(TGEV)和猫冠状病毒(FCoV)代表株的M基因进行了同源性比较和系统进化分析,同时对M蛋白的结构和功能进行了预测分析.结果表明,CCV1-71与近年在中国分离到的CCV毒株V1、V2及大熊猫源的毒株具有98.9%～99.5%的同源性,说明这些毒株可能是来自同一毒株的准种.NJ17与其他中国分离株及国外分离株的同源性为87.0%～91.9%,显示国内可能存在一个相对独立进化的CCV毒株.序列比较发现,所有CCV毒株在可能的同源重组"热点"区内都有一个CTTTAG序列,与鸡传染性支气管炎病毒同源重组模板交换位点附近的特征序列相似.CCV NJ17株M蛋白在N端50氨基酸序列与FCoV 79-1683同源性高,而在后212氨基酸序列与TGEV同源性高,提示该毒株可能在M基因上曾经发生过不同病毒的同源重组.CCV M蛋白的结构及功能预测表明,所有毒株都具有分泌型信号肽,有4个螺旋跨膜区,N末端和C末端均位于膜内.M蛋白的两末端具有较强的抗原性,M蛋白上存在多种功能性氨基酸修饰位点且相对保守.N末端的氨基酸变异很大,但是功能性修饰位点相对保守,提示N末端的功能可能与构象有关.     

犬冠状病毒南京株M基因的同源重组分析

对来自腹泻犬粪样的犬冠状病毒(CCV)南京株NJ17株及参考株171的M基因进行了克隆、测序,并与GenBank中所有已知CCV毒株及同亚群的猪冠状病毒(TGEV)和猫冠状病毒(FCoV)代表株的M基因进行了同源性比较和系统进化分析,同时对M蛋白的结构和功能进行了预测分析。结果表明,CCV171与近年在中国分离到的CCV毒株V1、V2及大熊猫源的毒株具有98.9%～99.5%的同源性,说明这些毒株可能是来自同一毒株的准种。NJ17与其他中国分离株及国外分离株的同源性为87.0%～91.9%,显示国内可能存在一个相对独立进化的CCV毒株。序列比较发现,所有CCV毒株在可能的同源重组“热点”区内都有一个CTTTAG序列,与鸡传染性支气管炎病毒同源重组模板交换位点附近的特征序列相似。CCVNJ17株M蛋白在N端50氨基酸序列与FCoV791683同源性高,而在后212氨基酸序列与TGEV同源性高,提示该毒株可能在M基因上曾经发生过不同病毒的同源重组。CCVM蛋白的结构及功能预测表明,所有毒株都具有分泌型信号肽,有4个螺旋跨膜区,N末端和C末端均位于膜内。M蛋白的两末端具有较强的抗原性,M蛋白上存在多种功能性氨基酸修饰位点且相对保守。N末端的氨基酸变异很大,但是功能性修饰位点相对保守,提示N末端的功能可能与构象有关。     

深圳市一株境外输入新型冠状病毒C.1.2变异株的分子特征分析

为了了解境外输入的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）变异株的分子特征,本研究对2021年6月深圳市一株从南非输入的SARS-CoV-2毒株进行了全基因组测序和序列分析。Illumina测序技术获得的SARS-CoV-2毒株基因组长度为29 567nt。根据"Pango lineages"分型法,本研究测定的毒株属于C.1.2系,该谱系属世界卫生组织定义的监测变异株（Variants Under Monitoring,VUM）成员之一。与参考株Wuhan-Hu-1(NC＿045512.2)比较,本研究C.1.2系毒株共出现了58个核苷酸变异位点,其中56个变异位点位于编码区。氨基酸变异位点共有33个,氨基酸变异位点分布于6个开放阅读框,变异数由多到少依次为：S蛋白区12个,ORFlab蛋白区9个,ORF3a蛋白区2个,M区2个,ORF8区2个,E区1个。本研究测定的SARS-CoV-2毒株属我国大陆首例境外输入的C.1.2变异株。开展境外输入的SARS-CoV-2毒株基于基因组测序的分子监测,对防控由境外输入的SARS-CoV-2变异株引起本地新型冠状病毒肺炎（COVID-19）暴发与...     

中国1995～2004年鸡传染性支气管炎病毒地方分离株膜蛋白基因的遗传变异分析

应用RT-PCR方法扩增到了我国1995～2004年20株IBV现地分离株的膜蛋白(Membrane,M)基因片段.序列测定表明,20株IBV分离株M基因开放阅读框由672～681bp组成,编码由223～226个氨基酸残基组成的多肽.与我国分离株LX4相比,M基因推导氨基酸序列的变异主要发生在2～17位、221～223位,其中4～6位存在氨基酸的插入和缺失,导致IBV毒株间M蛋白糖基化位点的差异.与GenBank中34株IBV参考毒株M蛋白基因推导氨基酸序列进行比较和分析,系统进化关系显示54株IBV毒株分属于5个进化群.我国IBV分离株M基因在进化关系上较为独立,主要分布在第Ⅱ群和第Ⅳ群,其中第Ⅱ群分离株和中国台湾毒株进化关系密切.此外,参考IBV国内分离株S1基因及N基因系统发育进化树的研究结果,并与M基因进行比较,表明我国IBV也存在着基因重组现象,尤其是疫苗毒和流行毒之间的重组.     

北京地区人冠状病毒NL63 N和E蛋白基因序列及生物信息学分析

为了解北京地区新近发现的新型冠状病毒-人冠状病毒NL63(Human coronavirus NL63,HCoV-NL63)的N和E蛋白编码基因的特征,从经RT-PCR检测阳性的临床标本中扩增得到的HCoV-NL63 N蛋白和E蛋白编码基因序列,分别克隆至pCF-T和pUCm-T载体中并进行测序,同时运用生物信息学的方法,对北京HCoV-NL63阳性标本BJ8081 N和E蛋白编码基因的核苷酸和氨基酸序列与HCoV-NL63原型株及其他几种冠状病毒的N和E蛋白编码基因的核苷酸和氨基酸序列进行比较分析和种系进化分析;用SOPMA方法对BJ8081 N和E蛋白的二级结构进行了预测分析,并对N和E蛋白的其他生物学特性进行了预测分析.经序列比对分析发现,BJ8081 N蛋白氨基酸序列在78～85肽段(FYYLGTGP)内与所比较的其他冠状病毒N蛋白相应位置的氨基酸序列完全相同,提示此区段可能为包括HCoV-NL63在内的所有冠状病毒N蛋白的保守区域.在BJ8081 N蛋白氨基酸序列的100～121肽段可能是和基因组RNA相结合的位置;在BJ8081 E蛋白的15～37位氨基酸可能是E蛋白的跨膜区域.研究对BJ8081 N蛋白和E蛋白的编码基因序列进行了测定和生物信息学分析,为今后对HCoV-NL63的进一步深入研究奠定了基础.     

输入病毒导致的十起本土疫情首例病例新冠病毒基因特征分析

2020年4月中国阻断湖北省武汉市新冠肺炎疫情传播后,中国国内报道了多起由境外输入导致的本土聚集性新冠肺炎疫情。为分析引起聚集性疫情的输入性新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的基因组特征,本研究对2020年4-11月份十起输入相关本土疫情首例病例的SARS-CoV-2全基因组基因特征进行分析,系统阐述了相关SARS-CoV-2的全基因组和氨基酸变异特征。结果显示,与武汉参考株相比,十起本土聚集性疫情首例病例的SARS-CoV-2核苷酸突变中位数为10个(8个-26个),氨基酸突变的中位数为6个(4个-16个),且刺突(spike,S)蛋白只有D614G一个氨基酸发生突变。除分支位点外,10条SARS-CoV-2全基因组序列的65个核苷酸突变位点以及35个氨基酸突变仅出现1-2次,呈现随机性。全基因组分析表明,这十起本土疫情的首例病例基因组按照中国分型法可划分为4个型,按照Pangolin分型法可划分为7个型,与我国2020年1-3月份武汉流行的毒株属于不同基因型,不是本土SARS-CoV-2的持续传播。与2020年9-12月英国和南非变异株属于不同基因型,无相关性。本文系统分析了2020年由输入病毒导致的十起本土疫情首例病例的SARS-CoV-2核苷酸与氨基酸变异特征,为我国新冠防控策略的制定以及后续新冠疫情的溯源提供了参考依据。     

犬瘟热病毒TN株血凝基因的克隆与序列分析

用RT PCR方法对分离的TN野毒株H基因进行了扩增 ,并将其克隆到pGEM T载体上 ,进行核苷酸序列测定。结果TN野毒株H基因ORF全长 1 ,81 5bp ,编码 60 4个氨基酸。与GenBank中己报道的 7个CDV毒株相比 ,H基因核苷酸序列的同源性在 92 %～ 99%之间 ,推导的H蛋白氨基酸序列的同源性在 91 %～ 99%之间。TN株H蛋白潜在的N 联糖基化位点为 8个 ,而Onderstepoort弱毒株H蛋白为 4个 ;其中N端第 1 9～ 2 1、 30 9～ 31 1、 5 8     

鸡传染性支气管炎病毒变异株全基因组序列分析

为了明确传染性性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)分离株CK/CH/SD09/005的分子特征,以进一步丰富国内IBV的分子流行病学信息。本研究设计了25对引物对其全基因组进行了序列测定,并与参考株进行了同源性比较和S1基因遗传进化分析。结果显示CK/CH/SD09/005基因组为27 691bp(不包括5′端Cap和3′端Poly A)。全基因组同源性比对发现,CK/CH/SD09/005仅与GenBank中广西2009年分离株GX-NN09032各基因高度同源(97%~99%)。除GX-NN09032外,CK/CH/SD09/005基因组5′端复制酶基因(Gene 1)和3′端非转录区(Untranslated region,UTR)与2个QX基因型参考株ck/CH/LDL/091022和SDIB821/2012同源性最高,分别为97%和98%,但是3′端结构蛋白和非结构蛋白基因(S-3a-3b-3c/E-M-5a-5b-N)与这两个毒株同源性较低,仅为72%~90%。其ORF3c/E、5a、5b和N分别与韩国分离株1011、国内分离株CK/CH/LXJ/02I、DK/CH/HN/ZZ2004和YX10同源性最高,分别为97%、96%、99%和96%,而其ORF3a、3b和M与参考株同源性均低于90%。S1基因遗传进化分析发现,CK/CH/SD09/005和国内外39个参考株形成7个进化分支(基因型),CK/CH/SD09/005和2007以来几个分离株属于基因Ⅳ型,与其它6个基因型参考株S1和S2基因同源性为66%~69%和72%~81%,S1基因不仅表现广泛性点突变,而且有多处碱基插入和缺失,S2仅表现点突变。本研究结果表明CK/CH/SD09/005是一个变异株,可能是QX基因型IBV流行株与其它毒株重组进化而来,此外还涉及基因突变、插入和缺失等多种变异机制。     

A/H7N9流感病毒神经氨酸酶进化分析

世界卫生组织报道2013年在中国出现首例人感染H7N9流感病毒病例,这在我国一定的范围内造成了危害,引起了恐慌,因此利用生物信息技术对其进行研究显得十分必要。神经氨酸酶NA是流感病毒最重要的抗原之一,也是抗流感药物的重要作用靶点。从美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)数据库下载A/H7N9流感病毒NA基因核酸序列及其编码蛋白序列,利用MEGA5.0软件对核苷酸编码序列构建系统进化树,利用BioEdit软件进行比对,分别作核苷酸与氨基酸同源性计算,继而分析NA基因重要位点变异情况,结果显示H7N9流感病毒传播呈现一定的地域关系和时间关系,2013年流行的中国的毒株属于亚欧型,其NA茎区发生了比较明显的变异,这也许是该病毒感染人类的原因之一。这些分析结果对于研究H7N9流感病毒基因的进化关系和变异趋向具有重要的参考价值。     

SARS冠状病毒非结构蛋白Nsp的原核表达

严重急性呼吸综合征病毒,即SARS冠状病毒((Severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV),为具有囊膜的单股正链RNA病毒,基因组约长29~31kb。基因组从5'到3'端依次编码复制酶蛋白(Rep)、刺突蛋白(S)、囊膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核蛋白(N)以及其他一些辅助性蛋白[1]。编码复制酶蛋白的基因,从基因组5'端起约占全长的2/3区域(≈21.2kb),在该区域的nt13392-13398存在保守的UUUAAAC位点,此位点含有-1位的核糖体翻译移框(frameshift),可引发自单一起始位点的蛋白翻译扩展,即由ORF1a编码的Pp1a(约486kDa)扩展为由ORF1b编…