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文章信息
- 何于雯, 李楠, 孟锦昕, 王静林
- HE Yu-wen, LI Nan, MENG Jin-xin, WANG Jing-lin
- 云南省芒市采集蠓中辛德毕斯病毒的分离与鉴定
- Isolation and identification of Sindbis virus from midges collected in Mangshi, Yunnan province, China
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2021, 32(4): 498-502
- Chin J Vector Biol & Control, 2021, 32(4): 498-502
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2021.04.023
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文章历史
- 收稿日期: 2021-02-24
辛德毕斯病毒(Sindbis virus,SINV)通过蚊虫等吸血媒介叮咬而传播引起人类出现发热、皮疹和关节炎等症状,更重要的是它所引起的疾病容易发展为慢性。该病最早在乌干达发现,随后在芬兰、瑞典和俄罗斯等国家多次造成人感染和疾病流行,给人类健康带来了严重危害,具有重要的公共卫生意义[1-2]。目前,在我国不仅从多种蚊虫媒介中分离到多株SINV,而且还从发热患者血清中也分离到该病毒和检测到该病毒抗体[3-4],提示我国也可能存在辛徳毕斯病毒病流行。
SINV是披膜病毒科(Togavirudea)甲病毒属病毒(Alphavirus)的一种虫媒病毒[5],蚊虫为其主要传播媒介,鸟类为其主要动物宿主。SINV地理分布非常广泛,在非洲、亚洲、大洋洲和欧洲都有此病毒引起的疾病发生[6-8]。病毒感染宿主和媒介种类也非常多,目前从多种蚊虫、蜱和人中分离到该病毒[3-5],但未见在蠓中分离到SINV的报道。本研究2013年在云南省德宏傣族景颇族自治州(德宏州)芒市采集的蠓中分离到1株阳性分离物,并对该分离物进行系统的分子生物学鉴定,明确该分离物的分类地位及与其遗传进化,为进一步开展SINV与当地人或动物疾病关系的研究和防控提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 蠓标本采集2013年7月在云南省德宏州芒市风平镇的牛圈和羊圈采集蠓标本,于18:00至次日07:00采用灯诱的方法(功夫小帅12 V,300 mA,武汉市吉星环保科技有限责任公司)捕获蠓。捕获的蠓放入-20 ℃冰箱约30 min,每管100只分装编号后迅速放入液氮罐中保存。
1.2 蠓标本研磨及病毒分离从液氮罐中取出蠓标本,在生物安全柜中把蠓倒入预冷的研磨器中,加入1 ml研磨液(MEM,100 U/ml青霉素,100 μg/ml链霉素,pH值7.0~7.2)进行充分研磨,4 ℃、离心半径7 cm,8 000 r/min离心10 min。分别取150 μl研磨液上清接种长满单层的金黄地鼠肾细胞(BHK-21)和白纹伊蚊(Aedes albopictus)细胞(C6/36),分别置于37 ℃(BHK-21细胞)和28 ℃(C6/36细胞)培养箱内培养,每天观察细胞病变(cytopathic effect,CPE),连续盲传3代,每代连续观察7 d。
1.3 RNA提取及cDNA合成采用Trizol试剂(TaKaRa公司,大连)从阳性分离物细胞悬液中提取总RNA。按照试剂盒说明书用Reverse Transcriptase M-MLV(RNase H-)试剂盒(TaKaRa公司,大连)进行反转录合成第一链cDNA。
1.4 病毒分子生物学鉴定参照文献[9]以cDNA为模板先采用披膜病毒科甲病毒属、黄病毒属和布尼亚病毒属特异性引物进行PCR扩增,扩增产物测序,在美国国立生物技术信息中心(NCBI)中进行BLAST(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)比对,对阳性分离物进行初步鉴定。参考NCBI上MRE16(AF492770,U90536)株NS1基因序列设计2对引物MX1F、MX700F(正向引物:5'-ATTGGCGGCGTAGTACACAC-3'、5'-GAAGGCAGGACAGGAAAGTTG-3')和MX1170R、MX1894R(反向引物:5'-CCGTTGATGACAATCCTCTG-3'、5'-ATGGTAGAGTTTGCGGTTCAC-3')进行PCR扩增,在25 μl反应体系中分别加入0.3 μl EX Taq聚合酶、2.5 μl 10 × EX Taq Buffer、2.0 μl 2.5 mmol/L dNTP、正反向引物各0.5 μl、17.2 μl RNase-free ddH2O、cDNA2.0 μl,反应程序:94 ℃预变性5 min;94 ℃30 s,50 ℃30 s,72 ℃80 s,共35个循环;最后72 ℃10 min。用1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物条带,送北京擎科生物科技有限公司昆明分公司进行测序。
1.5 基因序列分析从GenBank中下载7株SINV以及1株西方马脑炎病毒NS1基因序列,毒株具体背景信息见表 1。用DNAStar中SeqMan软件对所有测序得到的结果进行序列拼接;使用Clustal X Version 1.8及DNAStar软件中MagAlign进行病毒基因序列比对及同源性分析;利用MEGA 6.0软件完成基于Neighbour-joining(NJ)方法的系统进化树的绘制,Bootstrap值为1 000。
2 结果 2.1 病毒分离2013年7月在云南省德宏州共采集4 500多只蠓,约100只1批,分44批进行病毒分离,获得多株阳性分离物,其中1株分离物(编号:YN222)在BHK-21和C6/36细胞上均产生明显的CPE,病变特点分别为在接种BHK-21细胞24 h后细胞出现圆缩、肿胀、脱落;在接种C6/36细胞72 h后细胞折光性增强、聚集、最后脱落。见图 1。
2.2 病毒初步鉴定采用甲病毒属特异性引物对YN222进行RT-PCR扩增,结果大约在430 bp处出现明显的电泳条带,而黄病毒属和布尼亚病毒属引物扩增均为阴性。测序后获得的序列经BLAST比对发现YN222与马来西亚分离的MRE16株核苷酸同源性最高,为93.7%,初步鉴定蠓中新分离病毒(YN222)为SINV。
2.3 蠓虫分离病毒NS1基因序列核苷酸和氨基酸同源性分析采用SINV NS1基因特异引物对YN222进行RT-PCR扩增,扩增阳性,测序获得YN222株NS1基因全长序列(1 605 nt,编码535 aa),将该段序列与GenBank中其他不同宿主、不同时间及地区分离的SINV进行核苷酸和氨基酸的同源性分析(表 2),结果显示蠓分离YN222株病毒与2005年在云南省勐海县采集蚊虫分离的MX10-LP、MX10-SP同源性最高,核苷酸分别为99.6%和99.5%,氨基酸同源性分别为99.4%和99.4%;其次与马来西亚蚊虫分离的MRE16株病毒核苷酸同源性为93.7%,氨基酸同源性为99.4%,与澳大利亚蚊虫分离的18953株病毒核苷酸同源性为93.5%,氨基酸同源性为99.2%;而与1987年云南省发热病人分离的YN87448核苷酸同源性仅为80.3%,氨基酸同源性仅为90.0%;与我国新疆以及欧洲、非洲等地区蚊虫和病人分离的SINV核苷酸和氨基酸同源性较低,均低于80.6%和90.9%。
2.4 YN222分离株NS1基因系统进化分析将蠓新分离病毒YN222与GenBank中下载的10株SINV和2株云南省蚊虫分离的SINV以及1株西方型马脑炎病毒(WEEV-71V-1685)的相应基因序列一起采用MEGA 6.0软件构建系统进化树(图 2),结果显示:蠓新分离病毒株YN222与12株SINV处于同一进化分支,提示蠓新分离病毒YN222是SINV;进一步分析结果显示所有12株SINV形成3个相对独立的进化分支,第1个进化分支(Paleoarctic/Ethiopian genotype)由欧洲、非洲分离株以及中国新疆XJ-160株和云南YN87448株病毒形成,第2个进化分支(Oriental/Australian genotype)由马来西亚MRE16株及澳大利亚18953株和中国云南分离的MX10-LP和SP株病毒形成,第3个进化分支(Wester/Australian genotype.)由澳大利亚西部地区分离的SW6562株病毒形成。本次研究蠓分离的YN222株病毒与云南省2005年蚊虫分离的MX10-LP、MX10-SP和马来西亚1990年蚊虫分离的MRE16株及澳大利亚18953株位于第2个进化分支(Oriental/Australian genotype)内。
3 讨论在已知的虫媒病毒中SINV是分布最为广泛的病毒。该病毒不仅能引起人类发热、皮疹和关节炎,更重要的是它所引起的疾病容易发展为慢性疾病,对人类的健康造成严重危害[1-2],近些年来在我国很多地区健康人、发热患者血清中均查到了SINV抗体[10],在野兔、狐狸、犬等动物体内也检测到SINV抗体[11],证实了该病毒在我国多个地区存在广泛感染。本研究从云南省德宏州采集到的蠓标本中分离到1株病毒均能引起BHK-21、C6/36细胞产生明显的CPE,在BHK-21上产生CPE非常迅速,这些特点与甲病毒属病毒相似[5]。采用甲病毒属特异性引物和SINV NS1基因特异引物扩增均为阳性,提示该蠓新分离病毒YN222可能为披膜病毒科甲病毒属病毒。序列分析结果显示蠓中新分离病毒YN222与澳大利亚东方型SINV位于同一进化分支内,核苷酸和氨基酸同源性也较高(核苷酸 > 93.7%,氨基酸 > 99.4%),提示本研究在德宏州芒市采集蠓分离的病毒YN222为澳大利亚东方型SINV,这是首次在蠓中分离到SINV。
蚊虫是SINV的主要传播媒介。目前不仅从三带喙库蚊(Culex tritaeniorhynchus)、中华按蚊(Anopheles sinensis)、埃及伊蚊(Ae. aegypti)等多种蚊虫中分离到SINV[3, 5, 12],从蜱中也分离到该病毒[13],提示SINV传播媒介种类比较广泛。本研究首次从蠓中分离到SINV,该病毒与2005年云南省蚊虫分离的病毒遗传进化关系最密切,核苷酸同源性也最高为99.5%和99.6%,提示蠓可能作为一种SINV潜在的传播媒介,是否参与了当地SINV的自然循环还有待进一步研究。
德宏州地处云南省西部,属于南亚热带季风气候,具有海拔低、气温高、雨量多等特点,优越的气候条件非常适合各类媒介昆虫的生长繁殖,有利于虫媒病毒病在媒介昆虫和宿主动物之间循环传播,因此虫媒病毒种类较多。有研究结果提示,云南省德宏州存在流行性乙型脑炎病毒、登革病毒[14]、蓝舌病毒[15]、芒市病毒[16]、西藏环状病毒[17]等多种与人或动物疾病相关的虫媒病毒的流行,此次从云南省德宏州芒市牛圈采集的蠓虫中分离到SINV,提示该地区存在发生该病的风险,今后应加强对该地区SINV等虫媒病毒传播媒介及相关人或动物疾病的监测,了解该地区人或动物辛徳毕斯病等虫媒病毒病的流行及危害,为人或动物相关虫媒病毒病的研究和防治提供科学依据。
利益冲突 无
[1] |
Sigei F, Nindo F, Mukunzi S, et al. Evolutionary analyses of Sindbis virus strains isolated from mosquitoes in Kenya[J]. Arch Virol, 2018, 163(9): 2465-2469. DOI:10.1007/s00705-018-3869-8 |
[2] |
Laine M, Luukkainen R, Toivanen A. Sindbis viruses and other alphaviruses as cause of human arthritic disease[J]. J Intern Med, 2004, 256(6): 457-471. DOI:10.1111/j.1365-2796.2004.01413.x |
[3] |
Liang GD, Li L, Zhou GL, et al. Isolation and complete nucleotide sequence of a Chinese Sindbis-like virus[J]. J Gen Virol, 2000, 81(Pt 5): 1347-1351. DOI:10.1099/0022-1317-81-5-1347 |
[4] |
周国林, 梁国栋, 李蕾, 等. 中国分离的甲属病毒YN87448毒株非结构区基因的核苷酸序列测定及分析[J]. 中华实验和临床病毒学杂志, 1999, 13(4): 314-320. Zhou GL, Liang GD, Li L, et al. Complete nucleotide sequence of the nonstructural gene of alphavirus YN87448 strain isolated in China and its relationship to other Sindbis viruses[J]. Chin J Exp Clin Virol, 1999, 13(4): 314-320. DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9279.1999.04.003 |
[5] |
王静林, 张海林, 孙肖红, 等. 首次从云南蚊虫分离到辛德毕斯病毒及其鉴定[J]. 中国人兽共患病学报, 2008, 24(1): 1-4. Wang JL, Zhang HL, Sun XH, et al. The first isolated Sindbis virus from mosquito pools in Yunnan province[J]. Chin J of Zoonoses, 2008, 24(1): 1-4. DOI:10.3969/j.issn.1002-2694.2008.01.001 |
[6] |
Korhonen EM, Suvanto MT, Uusitalo R, et al. Sindbis virus strains of divergent origin isolated from humans and mosquitoes during a recent outbreak in Finland[J]. Vector-Borne Zoonot Dis, 2020, 20(11): 843-849. DOI:10.1089/vbz.2019.2562 |
[7] |
Ling JX, Smura T, Lundström JO, et al. Introduction and dispersal of Sindbis virus from central Africa to Europe[J]. J Virol, 2019, 93(16): e00620-19. DOI:10.1128/JVI.00620-19 |
[8] |
Ziegler U, Fischer D, Eiden M, et al. Sindbis virus-a wild bird associated zoonotic arbovirus circulates in Germany[J]. Vet Microbiol, 2019, 239: 108453. DOI:10.1016/j.vetmic.2019.108453 |
[9] |
Pfeffer M, Probster B, Kinney RM, et al. Genus-specific detection of alphaviruses by a seminested reverse transcription-polymerase chain reaction[J]. Am J Trop Med Hyg, 1997, 57(6): 709-718. DOI:10.4269/ajtmh.1997.57.709 |
[10] |
王静林, 黄文丽, 张海林. 云南省辛德毕斯病毒血清流行病学调查[J]. 地方病通报, 2000, 15(4): 39-42. Wang JL, Huang WL, Zhang HL. Seroepidemiological investigation on Sindbis virus in Yunnan province[J]. Endem Dis Bull, 2000, 15(4): 39-42. DOI:10.13215/j.cnki.jbyfkztb.2000.04.016 |
[11] |
陈振光, 陈娟, 黄祥瑞, 等. 福建宁化辛德毕斯热血清学调查[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2000, 11(2): 137-139. Chen ZG, Chen J, Huang XR, et al. Investigation on the serology of Sindbis fever in Ninghua county Fujian province[J]. Chin J Vector Biol Control, 2000, 11(2): 137-139. DOI:10.3969/j.issn.1003-4692.2000.02.017 |
[12] |
Wu WB, Simmons CA, Moffitt J, et al. Effects of manipulating fibroblast growth factor expression on Sindbis virus replication in vitro and in Aedes aegypti mosquitoes[J]. Viruses, 2020, 12(9): 943. DOI:10.3390/v12090943 |
[13] |
Gresíková M, Sekeyová M, Tempera G, et al. Identification of a Sindbis virus strain isolated from Hyaloma marginatum ticks in Sicily[J]. Acta Virol, 1978, 22(3): 231-232. |
[14] |
陈曦, 吴雯西, 李雪, 等. 云南边防地区2010-2018年登革热流行的时间和空间分布[J]. 热带医学杂志, 2020, 20(7): 973-976. Chen X, Wu WX, Li X, et al. Temporal and spatial distribution characteristics of dengue fever in Yunnan border areas from 2010 to 2018[J]. J Trop Med, 2020, 20(7): 973-976. DOI:10.3969/j.issn.1672-3619.2020.07.027 |
[15] |
Yang H, Xiao L, Wang J, et al. Phylogenetic characterization genome segment 2 of Bluetongue virus strains belonging to serotypes 5, 7 and 24 isolated for the first time in China during 2012 to 2014[J]. Transbound Emerg Dis, 2017, 64(4): 1317-1321. DOI:10.1111/tbed.12479 |
[16] |
Wang JL, Li HC, He YW, et al. Isolation and genetic characterization of Mangshi virus: A newly discovered Seadornavirus of the Reoviridae family found in Yunnan province, China[J]. PLoS One, 2015, 10(12): e0143601. DOI:10.1371/journal.pone.0143601 |
[17] |
Wang JL, Li HC, He YW, et al. Isolation of Tibet orbivirus from Culicoides and associated infections in livestock in Yunnan, China[J]. Virol J, 2017, 14(1): 105. DOI:10.1186/s12985-017-0774-9 |