文章信息
- 杨晓艳, 魏柏青, 靳娟, 李存香, 熊浩明, 辛有全, 魏荣杰, 祁美英, 何建, 杨瑞馥, 代瑞霞, 宋亚军. 2014.
- Yang Xiaoyan, Wei Baiqing, Jin Juan, Li Cunxiang, Xiong Haoming, Xin Youquan, Wei Rongjie, Qi Meiying, He Jian, Yang Ruifu, Dai Ruixia, Song Yajun. 2014.
- 中国鼠疫耶尔森菌差异区段分型及其地理分布特征
- Regional genotyping and the geographical distribution regarding Yersinia pestis isolates in China
- 中华流行病学杂志, 2014, 35(8): 943-948
- Chinese Journal of Epidemiology, 2014, 35(8): 943-948
- http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2014.08.015
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文章历史
- 投稿日期:2013-12-4
2. 中国军事医学科学院微生物流行病研究所
2 Institute of Microbiology and Epidemiology, Academy of Military Medical Sciences
鼠疫耶尔森菌(鼠疫菌)分为3个生物型(古典型、中世纪型和东方型)[1],而纪树立等[1]将鼠疫菌分为17个生态型。继英国Sanger中心和美国Wiscosin分别完成了CO92株(东方型)、KIM株(中世纪型)的全基因组序列测定后,中国军事医学科学院又对91001株(田鼠型)进行了全基因组序列测定[2],提出一种新的生物型——田鼠型。在此基础上,周冬生等[3]和Li等[4]将差异区段(DFR)分析方法应用于鼠疫菌分子分型,并根据疫源地与宿主的分布规律,提出了主要基因组型和次要基因组型的概念,前者与鼠疫菌在自然疫源地中的演化密切相关。本研究利用23个DFR分析我国11种类型鼠疫自然疫源地3 044株鼠疫菌DFR基因组分型,以更进一步了解我国鼠疫菌的适应性微进化情况。 材料与方法
1. 实验菌株:3 044株鼠疫菌分别来自青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地1 441株、天山山地灰旱獭-长尾黄鼠鼠疫疫源地246株、帕米尔高原长尾旱獭鼠疫疫源地18株、甘宁黄土高原阿拉善黄鼠鼠疫疫源地44株、内蒙古高原长爪沙鼠鼠疫自然疫源地550株、锡林郭勒高原布氏田鼠鼠疫自然疫源地92株、松辽平原达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地263株、滇西山地齐氏姬鼠大绒鼠鼠疫自然疫源地43株、滇西山地闽广沿海居民区黄胸鼠鼠疫自然疫源地235株、青藏高原青海田鼠鼠疫自然疫源地97株、准噶尔盆地荒漠大沙鼠自然疫源地15株。为自1943年以来我国鼠疫疫源地不同时间、地区、宿主、媒介体内分离的鼠疫菌,由青海省国家鼠疫菌保藏中心提供。由于内蒙古呼伦贝尔高原蒙古旱獭鼠疫自然疫源地自1950年后未再分离到鼠疫菌,故本研究的实验菌株中不包括该疫源地菌株。
2. 研究方法:按经典苯酚-氯仿混合抽提法提取鼠疫菌DNA[5]。利用23对DFR(DFR01~23)分型引物和质粒验证引物(PMT1),对实验菌株DNA进行DFR分型验证,以91001、620024菌株DNA的等量混合物为阳性对照,同时设置阴性对照,引物序列及其结果分析见文献[4]。 结 果
1. 我国鼠疫疫源地菌株基因组类型:采用PCR对3 044株鼠疫菌23个DFR和PMT1进行验证,获得每株菌的DFR图谱,共发现52种基因组型,其中19个基因组型包含了绝大多数实验菌株,分布的地区差异明显,在疫源地呈片状分布,称为鼠疫菌主要基因组型(major genomovar),另外33种基因组型包含的菌株数目较少,被定义为鼠疫菌次要基因组型(minor genomovar)。检索包含我国909株鼠疫菌自然分离株的DFR分型数据库[4],在31个基因组型的基础上又增加了21个基因组型,新鉴定的基因组型依次命名为基因组型32~52(表 1)。
2. 我国鼠疫疫源地菌株DFR基因组型分布:见表 2。
(1)青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地:1 441株鼠疫菌可分为28个DFR基因组型,分别为1b、5~8、10、11、13、17、19、21~25、30、32、34~37、40~42、44、47~49型。其中5(18.60%,268/1 441)、8(34.56%,498/1 441)、19(8.74%,126/1 441)、32(7.01%,101/1 441)和44型(6.45%,93/1 441)为主要基因组型,4种基因组型比例合计为75.36%(1 086/1 441),其余基因组型为次要基因组型。
(2)天山山地灰旱獭-长尾黄鼠鼠疫疫源地:该疫源地246株鼠疫菌可分为13个基因组型(1a、1b、2~5、14、16、17、19、31、39和42型),主要基因组型为16(26.83%,66/246)和31型(45.12%,111/246),其余为次要基因组型。
(3)帕米尔高原长尾旱獭鼠疫疫源地:该疫源地分布于新疆乌恰县和阿克陶县,共18株鼠疫菌,其基因组型为4(17株)和16型(1株),主要基因组型为4型。
(4)甘宁黄土高原阿拉善黄鼠鼠疫疫源地:44株鼠疫菌可分为9个基因组型,分别为1b、7、9、11,13、17、26、28、40型,以13(31.82%,14/44)和26型(43.18%,19/44)为主要基因组型,其余为次要基因组型。
(5)内蒙古高原长爪沙鼠鼠疫自然疫源地:该疫源地550株菌有15个基因组型,分别为1b、7、10~12、17、19、20、26~28、33、38、50、51型,以11(11.64%,64/550)、17(60.54%,333/550)、20(13.27%,73/550)和50(8.36%,46/550)型为主要基因组型,其余为次要基因组型。
(6)锡林郭勒高原布氏田鼠鼠疫自然疫源地:该疫源地92株鼠疫菌有7个基因组型,分别为11、14、17、19、21、50和51型,主要基因组型为14型(82.61%,76/92),其余为次要基因组型。
(7)松辽平原达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地:疫源地内263株鼠疫菌可分为10个基因组型,分别为1b、7~11、17、19、20和50型。主要基因组型为19(61.60%,162/263)和10型(30.42%,80/263),其余为次要基因组型。
(8)滇西山地齐氏姬鼠大绒鼠鼠疫自然疫源地:云南省剑川县43株野鼠型鼠疫菌基因组型为7和17型。主要基因组型为7型(97.67%,42/43)。
(9)滇西山地闽广沿海居民区黄胸鼠鼠疫自然疫源地:235株鼠疫菌可分为9个基因组型,分别为1b、5、7~9、19、45、46和52型,主要基因组型为9型(83.40%,196/235),其余为次要基因组型。
(10)青藏高原青海田鼠鼠疫自然疫源地:分离自四川省石渠县和青海省称多县的97株鼠疫菌为3个基因组型,分别为14、16和43型,主要基因组型为14型(93.81%,91/97)。
(11)准噶尔盆地荒漠大沙鼠自然疫源地:该疫源地在我国境内部分于2005年由新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心首次证实。15株菌的基因组型均为15型。
3. 我国鼠疫疫源地菌株主要基因组型的地区分布特征:我国11种类型鼠疫自然疫源地3 044株菌可分为19个主要基因组型,其区域分布具有明显的独特性(表 3、图 1)。
讨 论
周冬生等[3]根据我国鼠疫菌的22个DFR,将鼠疫菌分为14个基因组型,之后,军事医学科学院微生物流行病研究所又通过消减杂交技术发现了新的DFR,并使用23个DFR的扩增引物,对在我国分离的 909 株鼠疫菌进行DFR分型,共分成32个基因组型[4],将菌株的基因组型与地理分布进行关联分析,提出主要基因组型和次要基因组型的概念。 本研究对我国11种鼠疫疫源地3 044株菌的基因组分型,共发现52个基因组型,其中19个为主要基因组型,33个为次要基因组型,说明我国鼠疫自然疫源地鼠疫菌DFR基因组型具有高度多样性。在先前研究的909株鼠疫菌的基础上,本研究增加了2 135株自然分离株,新增的菌株大部分归入先前鉴定出的基因组型中(86.14%,2 622/3 044),获得的21个新基因组型中有3个基因组型增加为主要基因组型,即青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地新增加的32型和44型主要基因组型,其中前者分布于青海唐古拉地区和西藏安多、班戈、当雄地区,44型分布于青海祁连、门源和甘肃肃南地区。内蒙古高原长爪沙鼠鼠疫自然疫源地新增加的主要基因组型为50型,分布于鄂前旗、四子王旗、达茂、鄂托克前旗和苏尼特左旗等地区。研究还发现,随着监测范围和菌株样本量增加,部分疫源地主要基因组型发生了一些变化,例如青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地主要基因组型由以前的5、8、10和11型变为5、8、19、32和44型;天山山地灰旱獭-长尾黄鼠鼠疫疫源地主要基因组型由以前的1a、2、4和16型变为以16型和31型为主。
我国鼠疫自然疫源地鼠疫菌DFR主要基因组型在各疫源地呈明显的地区性分布。例如7型仅存在滇西山地齐氏姬鼠大绒鼠鼠疫自然疫源地,15型 仅存在于准噶尔盆地荒漠大沙鼠自然疫源地,9 型大多数菌株分布在滇西山地闽广沿海居民区黄胸鼠鼠疫自然疫源地。此外,一种疫源地如存在多个基因组型,必然有一到几个基因组型占统治地位,例如青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地的 1 441株菌可分成 28个基因组型,其中5个为主要基因组型。但仍有一些疫源地的菌株无法采用DFR区分。例如锡林郭勒高原布氏田鼠鼠疫自然疫源地和青藏高原青海田鼠鼠疫自然疫源地共存于基因组型14型,松辽平原达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地和青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地共存于基因组型19型。如此可解释相应疫源地菌株间的密切关系。推测这些菌株由于某种原因,如宿主迁徙、带菌货物运输、染菌人群大规模迁移,形成鼠疫菌远距离传播和定居。另有一种可能,新的生态环境对于菌株生存繁衍并非理想栖居地,一些不适应新环境的菌株被自然淘汰,而另一些基因组发生一系列适应性变化的菌株生存下来,形成了与原疫源地差别很大的新疫源地,该结果可解释为何松辽平原达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地和青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地共同存在基因组型19型。 本研究基于DFR分型方法,将我国11种类型鼠疫自然疫源地3 044株菌分成 52个基因组型,各基因组型的疫源地分布呈现特异性,为建立我国鼠疫菌多态性数据库积累了丰富数据。
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