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文章信息
- 严菊英, 周佳悦, 楼秀玉, 茅海燕, 张严峻
- YAN Ju-ying, ZHOU Jia-yue, LOU Xiu-yu, MAO Hai-yan, ZHANG Yan-jun
- 浙江省2013年输入性登革热病例病原分子溯源
- Molecular tracing of pathogen from patients with imported dengue fever in Zhejiang province, China, 2013
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2015, 26(1): 23-27
- Chin J Vector Biol & Control, 2015, 26(1): 23-27
- 10.11853/j.issn.1003.4692.2015.01.006
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文章历史
- 收稿日期:2014-08-11
- 网络出版时间:2014-12-17
登革热(dengue fever,DF)是由1~4型登革热病毒(Dengue virus,DV)引起的重要虫媒传染病,流行于热带和亚热带的100多个国家及地区,已成为日益严重的全球性公共卫生问题。2013年登革热被列为全球最重要的蚊虫传播性疾病,据WHO统计,近50年登革热的发病率较以前增加了30倍,全球约有25亿人群的健康受到DV感染的威胁,每年约有5000万新增感染病例[1]。2013年由于气候温暖,水量充沛,媒介蚊虫大量孳生,使得全球登革热疫情明显上升[2, 3]。登革热在东南亚、太平洋岛国及加勒比海地区流行频繁,其中与我国接壤的东南亚国家最为严重[4, 5],使得我国输入性病例的发生、传播概率大为增加[6, 7]。浙江省曾在2004年和2009年分别由输入性病例引起慈溪和义乌市登革热暴发疫情[8, 9],2013年由于受全球登革热疫情的影响,浙江省报告疑似输入性登革热病例38例,比2012年(9例)上升了3.2倍,为了对这些疑似病例及时作出实验室确诊并掌握病原的分子特征,以便采取有效的防控措施,本研究对患者样本进行了实验室诊断和病原的分子溯源。 1 材料与方法 1.1 病例和标本
病例资料来源于中国疾病预防控制中心(CDC)传染病报告信息管理系统。2013年浙江省报告登革热实验室诊断病例38例,输入国主要是菲律宾(8例)、安哥拉(7例),其次是印度、泰国、柬埔寨、斯里兰卡、巴西和缅甸;发病高峰期在6-10月,占总病例数的71.0%(27/38);男女性别比为1.71∶1,年龄在3~70岁,其中20~39岁占63.2%(24/38),病例主要是涉外经商服务、旅游和探亲者;38例患者中除1例印度籍外其余均为浙江省人。本实验室共收到市、县级CDC送检的18例患者血清,样本带冰运送至实验室,-80 ℃低温冰箱保存。38例登革热患者中,20例实验室诊断工作由浙江省市、县级CDC完成。 1.2 抗体测定
DV IgM抗体测定采用捕获酶联免疫试验,试剂购自澳大利亚Panbio有限公司,实验操作和结果判断均按试剂盒说明书进行。 1.3 核酸检测
病毒核酸提取采用德国QIAGEN公司的RNeasy mini Kit,按试剂盒说明书进行。具体取血清标本200 μl或细胞阳性分离物100 μl,最终洗脱至50 μl,作为RNA模板。核酸检测采用DV通用和DV型特异性荧光RT-PCR方法,引物序列和实验方法参照中华人民共和国卫生行业标准——登革热诊断标准(WS 216-2008)中附录A——登革热病原学检测方法进行。 1.4 病毒分离
患者血清接种C6/36细胞(来源于中国CDC病毒病预防控制所脑炎室),置28 ℃ 5%CO2孵箱培养,以出现细胞病变(CPE),或细胞培养上清液经DV特异性荧光RT-PCR方法检测到病毒核酸者为阳性。 1.5 RT-PCR扩增E基因
DV-1引物自行设计,F1:CAA GAA CCG AAA CRT GGA TGT C,R1:GGC TGA TCG AAT TCC ACA CAC,扩增片段为1849碱基(bp);DV-4引物见参考文献[10]。试剂采用宝生物工程(大连)有限公司one Step RNA PCR Kit(Code No:DRR024A),按试剂盒说明书进行。反应条件:42 ℃ 30 min反转录,94 ℃ 2 min后,94 ℃ 30 s、51 ℃ 30 s、72 ℃ 2 min,循环40次,72 ℃ 延伸8 min。取扩增产物5 μl,用1.5%琼脂糖凝胶电泳,根据Marker位置确认反应产物。 1.6 序列测定和分析
采用PCR扩增产物纯化后直接测序,由生工生物工程(上海)股份有限公司完成。数据处理采用Dnaman和ClustalX 软件,进化树的构建采用Mega 6.0软件,建树方法采用邻位连接法(neighbor-joining,NJ),可信度评估采用1000 bootstrap值。 1.7 测序数据递交基因库
7株DV E基因测序数据已递交GenBank,登录号为KJ415092~KJ415098。 2 结 果 2.1 抗体和核酸检测
对18份血清样本同时进行DV IgM抗体和核酸检测,结果IgM抗体阳性15份,阳性率为83.3%;病毒核酸阳性8份,阳性率为44.4%。18份血清样本在发病后≤5 d内采集8份,占44.4%;>5 d采集10份,占55.6%,由于样本在发病后采集的时间不同,其抗体、核酸和病毒检出率不一样,表 1为7例病毒分离阳性患者的信息和实验室检测结果,其余11例疑似患者DV IgM抗体均阳性,病毒分离均阴性,核酸阳性1例。
18份样本接种C6/36细胞后,7份样本出现CPE,特征为细胞变圆、集聚和融合,当CPE达到75%~100%时收获。未出现CPE的样本继续盲传3代,对所有分离物上清液检测DV核酸,阳性7份,18份标本中分离到7株病毒(38.9%)。对7株DV扩增病毒E基因,测序数据经GenBank Blast程序比对,其中6株为DV-1,1株为DV-4,从分子水平进一步证实病原为DV(表 1)。 2.3 同源性分析
新分离7株DV E基因全长均为1485个核苷酸(nt),推导编码495个氨基酸(aa),6株DV-1株之间nt和aa同源性分别为90.9%~99.7%和96.8%~100%,与浙江省2004年DV-1株之间nt和aa同源性分别为91.4%~98.5%和96.6%~99.0%(表 2);2013年浙江省7株DV与相同血清型DV原型株之间的nt和aa同源性分别为92.4%~99.8%和96.6%~99.4%,而与不同血清型DV原型株之间nt和aa同源性分别为63.4%~69.4%和62.7%~68.6%。
将登革热分离株E基因序列与GenBank下载的不同国家、不同年份、不同基因亚型的毒株序列构建进化树,由图 1可见,DV分为4个血清型,本次分离的7株病毒分别位于DV-1和DV-4分支上;DV-1又分成5个基因亚型GⅠ~GⅤ,本次分离的6株DV-1分别位于GⅠ、GⅣ和GⅤ亚型上,而与2004年引起浙江省慈溪市登革热暴发疫情的DV-1分离株Zhejiang/07/04未紧密地集聚在一起;进化树将DV-4分成3个基因亚型GⅠ~GⅢ,本次分离的DV-4株ZJ/02/13位于GⅠ亚型上(图 2),与日本D4/73NIID株亲缘关系最近,与国内广州DV-4株LD34-GZ1990进化关系稍远。
3 讨 论疑似登革热病例早期实验室诊断,对于及时采取针对性防控措施非常重要,因此,对疑似病例应尽早采集样本进行确诊,由于样本在发病后采集的时间不同,其抗体、核酸和病毒的检出率不一样。本研究对18份样本(采集于发病后1~12 d)检测DV IgM抗体,结果15份阳性,3份阴性,该3份样本采集于发病3 d内,但DV核酸阳性;发病≤5 d内采集的样本共8份,其中7份病毒分离阳性,>5 d采集的样本核酸和病毒检出率较低,因此,当临床上对疑似登革热患者进行实验室诊断时,必须考虑样本采集的发病时间不同选择合适的检测方法,尤其是发病3 d内采集的样本当登革热IgM抗体阴性而临床症状典型又具有流行病学史时,需考虑做核酸检测,防止漏检,以便早期诊断。
根据抗原性不同DV可分为1~4型 4个血清型(Serotype),依据病毒E基因不同又可以分成不同基因亚型(Genotype),不同的地理区域流行着不同的血清型和基因型[11],因此对病毒进行分子特征研究,可以从分子水平进行溯源。由于DV包膜糖蛋白由E基因所编码,位于病毒毒粒表面,构成毒粒的突起,是主要结构蛋白,决定着DV的组织亲嗜性,介导病毒与细胞受体的结合,可诱导特异性的保护性中和抗体[12],因此,E基因是分析DV基因亚型、病毒变异与进化的最佳区域。
采用DV E基因全长序列构建进化树,结果显示,DV-1分成亚洲型、泰国型、森林/马来西亚型、南太平洋型和美洲/非洲型5个基因亚型,本次浙江省新分离6株DV-1分别位于3个基因亚型上,其中ZJ/11/13株属于亚洲型,病例为斯里兰卡输入;ZJ/01/13株、ZJ/08/13株和ZJ/12/13株属于南太平洋型,病例为菲律宾和安哥拉输入;ZJ/03/13和ZJ/04/13株属于美洲/非洲型,病例为印度和缅甸输入;这6株DV-1与浙江省2004年、2009年登革热暴发疫情分离株(Zhejiang/07/04、ZJ/17/2009)亲缘关系较远,说明2013年浙江省新分离的DV-1与2004年、2009年浙江DV分离株为不同来源的毒株。进化树将DV-4分成东南亚型、印度尼西亚型、泰国型和森林/马来西亚型4个基因亚型,本次浙江省DV-4株(ZJ/02/13)属于东南亚型,与浙江株亲缘关系最近的毒株为日本D4/73NIID株,而与国内广州株LD34-GZ1990则亲缘关系相对较远。本次DV-4为本省首次分离,该毒株分离于发病前曾到过巴西的患者样本;进化分析说明,2013年浙江省登革热分离株均为输入性,输入的地区有非洲、美洲和东南亚等,DV的来源广泛,涉及的基因亚型种类多,DV-1除了早期的森林/马来西亚型和泰国型以外,目前在全球各地流行的其他3个基因亚型均有输入。
浙江省虽然不属于登革热地方性流行区,但部分地区具备登革热传播的媒介蚊虫和环境条件,存在由输入病例引起本地登革热暴发疫情的风险,如2004年慈溪市登革热1型暴发疫情,导致113例发病[8],2009年义乌市登革热3型暴发疫情,导致180例发病[9],这些事件为我们敲响了警钟,2013年浙江省输入性登革热病例虽然比以往明显增加,但由于对疑似病例及时作出实验室确诊,并采取有效的登革热防控措施,因此未发生由输入病例引起的本地登革热暴发疫情。
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