中国媒介生物学及控制杂志  2023, Vol. 34 Issue (3): 326-330

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柴能明, 谭启龙, 舒纪为, 叶凌, 张彤杰, 李世波, 张森
CHAI Neng-ming, TAN Qi-long, SHU Ji-wei, YE Ling, ZHANG Tong-Jie, LI Shi-bo, ZHANG Sen
浙江省舟山群岛部分地区2021年汉坦病毒宿主调查与病原学分析
Host animal investigation and etiological analysis of Hantavirus in some areas of Zhoushan Islands, Zhejiang province, China, 2021
中国媒介生物学及控制杂志, 2023, 34(3): 326-330
Chin J Vector Biol & Control, 2023, 34(3): 326-330
10.11853/j.issn.1003.8280.2023.03.008

文章历史

收稿日期: 2023-01-12
浙江省舟山群岛部分地区2021年汉坦病毒宿主调查与病原学分析
柴能明1 , 谭启龙2 , 舒纪为2 , 叶凌2 , 张彤杰2 , 李世波3 , 张森4     
1 岱山县第一人民医院感染科,浙江 舟山 316200;
2 岱山县疾病预防控制中心传染病预防与控制科,浙江 舟山 316200;
3 温州医科大学附属舟山医院感染科,浙江 舟山 316000;
4 舟山市定海区疾病预防控制中心,浙江 舟山 316000
摘要: 目的 了解浙江省舟山群岛部分地区汉坦病毒宿主动物的种群分布、带病毒情况和病毒基因特征,为防制肾综合征出血热(HFRS)提供依据。方法 用夹夜法在舟山群岛的定海和岱山片区捕获小兽,进行种类鉴定,用χ2检验分析鼠密度及鼠种构成;取小兽肺,实时荧光定量聚合酶链式反应检测汉坦病毒核酸,巢式PCR扩增M基因并测定序列,进行基因分型和同源性分析。结果 2021年浙江省舟山群岛定海和岱山片区平均鼠密度为3.42%,野外鼠密度为1.71%,居民区鼠密度为6.16%;捕获小兽6种,野外优势鼠种为黑线姬鼠,居民区优势鼠种为褐家鼠;岱山县本岛、岱山县渔山岛和定海区本岛鼠密度(χ2=108.468,P < 0.001),居民区和野外鼠密度(χ2=68.935,P < 0.001),以及岱山县本岛、岱山县渔山岛和定海区本岛不同鼠种鼠密度(χ2=37.749,P < 0.001)之间差异均有统计学意义。13份小兽肺标本检测到汉坦病毒RNA,阳性率为6.70%;成功扩增并测序了3份汉坦病毒RNA提取物M段,3个M基因片段同源性在96.90%~97.10%,属于首尔型病毒(SEOV)S3亚型。结论 舟山群岛存在以褐家鼠为传染源的HFRS疫源地,流行型别为SEOV S3亚型;环境改变可能带来自然疫源地变化。
关键词: 宿主动物    测序分析    流行病学调查    监测    
Host animal investigation and etiological analysis of Hantavirus in some areas of Zhoushan Islands, Zhejiang province, China, 2021
CHAI Neng-ming1 , TAN Qi-long2 , SHU Ji-wei2 , YE Ling2 , ZHANG Tong-Jie2 , LI Shi-bo3 , ZHANG Sen4     
1 Department of Infectious Disease, Daishan First People's Hospital, Zhoushan, Zhejiang 316200, China;
2 Department of Infectious Disease Conirol and Prevention, Daishan Center for Disease Control and Prevention, Zhoushan, Zhejiang 316200, China;
3 Department of Infectious Disease, Zhoushan Hospital, Wenzhou Medical University, Zhoushan, Zhejiang 316000, China;
4 Dinghai Center for Disease Control and Prevention of Zhoushan, Zhoushan, Zhejiang 316000, China
Abstract: Objective To investigate the population distribution, virus-carrying status, and virus gene characteristics of host animals for Hantavirus in some areas of Zhoushan Islands, Zhejiang province, China, and to provide evidence for prevention and control of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS). Methods Small mammals were captured using the night trapping method in Dinghai and Daishan areas of Zhoushan Islands, followed by species identification. The rodent density and species composition were analyzed using the Chi-square test. The small mammal' lungs were collected to detect the nucleic acid of Hantavirus by quantitative real-time PCR. The M gene was amplified by nested PCR and sequenced for genotyping and homology analysis. Results In Dinghai and Daishan areas of Zhoushan Islands in 2021, the average rodent density was 3.42%, with 1.71% in the wild and 6.16% in residential areas. Six species of small mammals were captured. The dominant species was Apodemus agrarius in the wild and Rattus norvegicus in residential areas. The density of rodents was statistically different between Daishan Island, Yushan Island, and Dinghai Island (χ2=108.468, P < 0.001), between the wild and residential areas (χ2=68.935, P < 0.001), and between different species (χ2=37.749, P < 0.001). Hantavirus RNA was detected in 13 small mammals lung specimens, with a positive rate of 6.70%. The M fragments of three Hantavirus RNA extracts were successfully amplified and sequenced. The homology of the three M fragments was 96.90%-97.10%, belonging to Seoul virus (SEOV, S3 subtype). Conclusions There are HFRS foci with R. norvegicus as the source of infection in Zhoushan Islands, where SEOV S3 subtype is the epidemic strain. Environmental changes may alter natural foci.
Key words: Host animal    Sequencing analysis    Epidemiological investigation    Surveillance    

肾综合征出血热(HFRS)是由汉坦病毒(Hantavirus)感染引起的一种自然疫源性急性传染病,属我国法定乙类传染病。HFRS患者感染早期血液和尿液中存在汉坦病毒,虽有少量接触后被感染的案例报告,但普遍认为HFRS传染源以啮齿类动物为主,而非患者[1]。汉坦病毒不会引起宿主动物患病,但感染汉坦病毒的宿主动物排泄物含有大量病毒,是人类感染汉坦病毒的主要来源[2]。该病发生主要取决于病毒、啮齿类宿主动物和人之间的相互作用,存在地理、季节差异,也存在一定的周期性和偶然性,受气候与气象、环境、经济社会发展、人类活动和个人行为等因素影响[3]。浙江省舟山市20世纪80、90年代HFRS病例报告较多,是HFRS的老疫区,自然疫源地存在广泛,传染源主要是褐家鼠(Rattus norvegicus),1986年为发病高峰,此后发病率逐渐下降,呈散发状[4]。目前舟山市可供参考的宿主动物相关资料较少,2021年岱山县疾病预防控制中心(疾控中心)与定海区疾控中心于舟山市的岱山县和定海区等地开展了HFRS宿主动物鼠密度、种群分布和鼠带病毒情况的调查以及病毒基因特点分析等工作。

1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器

RNeasy Mini Kit(74104)(德国Qiagen);HFRS汉坦病毒Ⅰ、Ⅱ分型核酸测定试剂盒(荧光PCR法)购于上海之江科技有限公司;一步法RT-PCR试剂盒(RR055A)、PCR试剂盒(RR902A)均购自宝生物工程(大连)有限公司。荧光定量PCR仪采用Applied Biosystems QuantStudio 5;普通PCR仪使用梯度基因扩增仪T-one 96G(德国耶拿分析仪器股份公司);凝胶成像分析仪Essential V6;电泳仪EPS300。

1.2 鼠密度和鼠种监测

根据《全国肾综合征出血热监测方案》[5]要求,2021年在浙江省舟山市定海区、岱山县采用夹夜法,开展野外和居民区的鼠密度、鼠种监测,并进行鼠种鉴定统计。

1.3 样本处理与核酸提取

无菌采集小兽肺标本置于2 ml无菌离心管中,标记编号后置于冰上,在离心管中加入无菌不锈钢珠和400 μl磷酸盐缓冲液(PBS),用组织研磨器研磨0.5~1 min制作组织匀浆;将匀浆液4 ℃ 8 000×g离心1 min,收集上清液分装至1.5 ml离心管中;采用RNeasy Mini Kiti试剂盒,按说明书操作提取病毒核酸。

1.4 引物的设计与合成

根据汉坦病毒首尔型M基因(KY639618.1)自行设计M段全基因序列引物进行病毒基因扩增,序列见表 1

表 1 汉坦病毒巢式PCR扩增引物序列 Table 1 Sequences of primers for Hantavirus gene amplification by nested PCR
1.5 汉坦病毒荧光定量反转录聚合酶链式反应(RT-qPCR)

采用HFRS汉坦病毒Ⅰ、Ⅱ分型核酸测定试剂盒(荧光PCR法)进行检测以确定基因型别,RT-qPCR反应体系及反应条件按试剂盒中使用说明书进行。

1.6 M段RT-qPCR扩增及测序

采用巢式PCR进行2轮扩增,首轮外套扩增条件[用一步法RT-PCR试剂盒(RR055A)]:50 ℃ 30 min,95 ℃ 5 min;94 ℃ 45 s,55 ℃ 45 s,72 ℃ 1 min 45 s,30个循环。第2轮内套扩增条件[用PCR试剂盒(R902A)]:95 ℃ 2 min;95 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,36个循环。内套扩增产物经电泳50 min后在成像仪上确定特异性条带浓度达到测序要求后,递交上海派森诺基因科技有限公司进行测序。

1.7 M段测序及生物信息学分析

将测序中的引物序列去除后,应用DNAStar软件进行序列的拼接、比对和分析。从美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank中下载国内外人源和鼠源M基因序列作为参比序列(表 2)。采用MEGA 7软件(v7.0.26)进行序列间的同源性比较,绘制M基因的遗传进化树。选用贝叶斯信息量(BIC)值最小的Tamura 3-parameter模型来构建,绘制方法采用邻接(neighbor-joining,NJ)法。

表 2 汉坦病毒毒株及来源 Table 2 Hantavirus strains and sources
1.8 统计学方法

用SPSS 18.0统计软件对数据进行分析,率的比较采用χ2检验。检验水准取α=0.05。

2 结果 2.1 鼠密度和鼠种分布

2021年在舟山市岱山县本岛、岱山县渔山岛及定海区本岛共布放有效鼠夹4 851夹次,其中野外布放2 985夹次,居民区布放1 866夹次。共捕获小兽194只,小兽密度为4.00%,其中鼠166只,鼠密度为3.42%,臭鼩(Suncus murinus)28只,密度为0.58%。野外捕获鼠51只,野外鼠密度为1.71%,居民区捕获115只,居民区鼠密度为6.16%。居民区优势鼠种为褐家鼠,占捕获鼠类的54.82%,野外优势鼠种为黑线姬鼠,占捕获鼠类的33.13%。岱山县本岛、岱山县渔山岛和定海区本岛鼠密度(χ2=108.468,P < 0.001),居民区和野外鼠密度(χ2=68.935,P < 0.001),以及岱山县本岛、岱山县渔山岛和定海区本岛不同鼠种密度(χ2=37.749,P < 0.001)之间差异均有统计学意义。共鉴定出褐家鼠、小家鼠(Mus musculus)、黄毛鼠(R. losea)、黑线姬鼠(Apodemus agrarius)、臭鼩和北社鼠(Niviventer confucianus)6种(表 3)。宿主动物调查点位见图 1

表 3 2021年浙江省舟山群岛部分地区鼠密度 Table 3 Rodent density in some areas of Zhoushan Islands, Zhejiang province, 2021
图 1 2021年浙江省舟山群岛宿主动物调查点位分布 Figure 1 Distribution of investigation sites for host animals in Zhoushan Islands, Zhejiang province, 2021
2.2 核酸检测

对194份小兽肺标本进行RT-qPCR扩增检测,13份小兽肺标本检测到汉坦病毒RNA,阳性率为6.70%,其中11份来自岱山县渔山岛褐家鼠,岱山县本岛和定海区本岛褐家鼠阳性各1份,分型均为Ⅱ型(SEOV型)汉坦病毒核酸阳性。

2.3 M基因的测序及进化树构建

13份标本汉坦病毒RNA提取物中3份(岱山县本岛、岱山县渔山岛和定海区本岛各1份)成功扩增并对汉坦病毒的M段基因测序。系统进化树表明,本研究中3个M段基因同源性在96.90%~97.10%,属于SEOV型汉坦病毒S3亚型。本研究的3段M基因DSE2、DS55、DSD3与浙江分离株Z37(AF190119.1)、河北分离株HBT-3(KM233661.1)、山东分离株JX20140581(KY639572.1)同源性最为接近,分别为97.39%、98.33%和98.22%。见图 2

注:●为本次检测到的病毒序列;SEOV首尔型汉坦病毒;HTNV汉滩型汉坦病毒。 图 2 SEOV部分M基因核苷酸序列系统进化分析 Figure 2 Phylogenetic analysis of nucleotide sequence of M gene fragment of SEOV
3 讨论

舟山群岛位于浙江省东部海岛,20世纪80、90年代HFRS病例报告较多,疫情经历了快速上升期、快速下降期和低水平散发几个时期,流行情况与浙江省的整体情况类似[6]。作为一种自然疫源性疾病,HFRS的流行与其自然宿主动物密切相关。本研究共捕获鼠166只,鼠密度为3.42%,接近浙江省的平均鼠密度(4.21%)[7],岱山县本岛和定海区本岛鼠密度分别为2.49%、2.45%,与1985-2000年的平均鼠密度相近[4]。渔山岛鼠密度高达11.22%,可能主要与渔山岛整岛搬迁后挖山填海扩容,整体开发成工业园,导致宿主动物栖息环境发生改变,同时大量工作人员驻岛作业,人口密度剧增,居住环境杂乱给宿主动物提供了良好的隐匿繁殖环境有关[8-9]。野外鼠密度低于居民区,与姚萍萍等[10]在浙江省天台县监测结果不同,主要原因可能与HFRS宿主动物监测结果影响因素众多,与鼠夹类型、鼠夹布放人员技术和气候条件等因素有关[11],提示今后应建立稳定的监测队伍持续开展监测,以保证监测数据的代表性、真实性。定海区本岛和岱山县本岛小兽以褐家鼠、黑线姬鼠和臭鼩为主,而岱山县渔山岛主要鼠种为褐家鼠,这可能与前文所述渔山岛整体搬迁后挖山填海开发为工业园,岛上地理环境和宿主动物生境较为单一有关。居民区优势鼠种为褐家鼠,野外优势鼠种为黑线姬鼠,与浙江省2016-2020年监测结果以及全国2014年监测结果一致[6, 12],优势鼠种相对稳定。

宿主动物标本汉坦病毒总阳性率为6.70%,与张连根等[13]舟山群岛的调查结果(6.11%)相近,但高于2011年浙江省监测点结果(2.62%)[14],可能与岛内开发导致宿主动物栖息环境受扰,带病毒宿主动物的扩散和繁殖有关。经济发展、基础建设、人口流动等社会因素会使HFRS宿主动物习性改变,会加速汉坦病毒基因变异,以适应新环境或形成新的HFRS自然疫源地。同时,汉坦病毒也会逐渐增强在宿主和传播媒介体内的适应能力。应加强对自然疫源地,尤其是新发现疫源地宿主动物及其携带汉坦病毒监测,达到疾病防控关口前移,对降低疾病发病率、保障居民生命健康以及维护社会旅游经济的稳定发展具有重要作用。

汉坦病毒具有宿主动物特异性和地理簇聚性[15],本次所有汉坦病毒阳性标本均来自褐家鼠,均为SEOV型,表明褐家鼠是SEOV的主要宿主,并且提示当地暂未出现SEOV进化过程中病毒在宿主间的“溢出”现象。3份汉坦病毒阳性样本M基因核苷酸同源性较高,均为SEOV S3亚型,提示当地汉坦病毒可能为同一型别,而舟山地区HFRS的流行毒株是否以SEOV S3亚型为主,还需进一步研究。

综上所述,舟山存在以褐家鼠为传染源的HFRS疫源地,流行型别为SEOV S3亚型,是否存在其他流行型别需进一步调查;多种社会因素会改变宿主动物习性从而影响HFRS的流行,今后应加强HFRS疫源地的调查及病原学等监测,为当地HFRS的防控提供可靠依据。

志谢 本研究得到定海区疾控中心的大力配合,特此志谢

利益冲突  无

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