中国公共卫生  2015, Vol. 31 Issue (1): 39-41   PDF    
锦州市啮齿动物汉坦病毒分子流行病学特征分析
张旭1,2, 马鸣潇1 , 张振2, 田晶2, 孙佩龙2, 周大宇2, 白梅2, 张浩纯1, 钟义1    
1. 辽宁医学院, 辽宁 锦州 121000;
2. 锦州市疾病预防控制中心
摘要目的 了解辽宁省锦州市啮齿动物中鼠种构成、带毒率、汉坦病毒(HV)流行情况及病毒分型。方法 采用间接免疫荧光法(IFA)检测鼠肺中HV抗原;用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法扩增阳性样品中的部分M片段;构建系统发生树进行系统发生分析及分型。结果 2008—2013年锦州市出血热疫区捕鼠1 838只,分属2科4属5种,病毒携带率为4.24%(78/1 838);各年之间鼠肺带毒率有统计学意义(χ2=13.579,P=0.019,P<0.05);部分M片段序列分析表明, 11株病毒与汉城病毒(SEOV)核苷酸序列同源性为96.2%~100%,而与汉滩型病毒(HTNV)同源性仅为70.6%~71.2%,系统进化树显示检测阳性的11株SEO起源相同,与BjHD01株病毒的亲缘关系最近。结论 锦州地区HV优势毒株为SEO型,变异较小,基因型别较为稳定,并有明显的地区聚集性。
关键词汉坦病毒(HV)     出血热     带毒率     系统发生分析     基因分型    
Molecular epidemiology of hantavirus isolated from rodent hosts in Jinzhou city
ZHANG Xu1,2, MA Ming-xiao1 , ZHANG Zhen2, et al    
Liaoning Medical University, Jinzhou, Liaoning Province 121000, China
Abstract: Objective To study the composition of rodent species,hantavirus(HV)infection rate of the rodents,and types of hantaviruses isolated from the rodents in Jinzhou city of Liaoning province.Methods HV antigens in the rat lungs were detected with immunofluorescence assay.Partial M segment sequences were amplified with reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR)and then sequenced.The phylogenetic trees were constructed by maximum likeliood method to detect the genetic characteristics of HV.Results From 2008 to 2013,1 838 host rodents of 2 families,4 genera,and 5 species were captured in the areas with hemorrhagic fever epidemics;the average HV infection rate of the rodents was 4.24%and a statistically significant difference in the annual infection rate was observed(χ2=13.579,P<0.05).Partial M segment sequences were recovered using Seoul virus(SEOV)specific primers from 11 positive samples.The nucleotide homology of these M segment sequences ranged from 96.2% to 100% compared with SEOV and the homology ranged from 70.6% to 71.2% compared with Hantaan virus(HTNV).The established phylogenetic trees indicated that all the 11 isolated viruses belonged to SEOV and the strains showed the nearest relationship with BjHD01.Conclusion The dominant HV strain was SEOV in Jinzhou area,with less mutation,stable genetic type,and obvious regional clustering.
Key words: hantavirus     hemorrhagic fever     virus infection rate     phylogenetic analysis     genotype    

汉坦病毒(hantavirus,HV)属于布尼亚病毒科的汉坦病毒属,主要由啮齿类动物携带并传播给人类,引起肾综合征出血热及汉坦病毒肺综合征[1]。在全世界范围内已发现HV至少存在>20个的血清型/基因型[2]。而不同型别的HV由不同宿主携带,并因不同地理环境而异,特定地区宿主动物与当地流行的病毒株类型关系密切。中国至今已发现汉滩型(Hantaan virus,HTNV)、汉城型(Seoul virus,SEOV)、大别山病毒(Da Bie Shan virus,DBSV)、北海道病毒(Hokkaido virus,HOKV)、哈巴罗夫斯克病毒(Khabarovsk virus,KHAV)[3] 、符拉迪沃斯托克病毒(Vladivostok virus,VLAV)[3]、 沅江病毒(Yuanjiang virus,YUJV)[4]。锦州市是辽宁省HFRS的主要疫区之一,但目前对锦州市HV基因型的分布研究鲜有报道。为进一步了解锦州市出血热的疫情动态、流行规律及宿主动物构成和感染情况,掌握锦州市HV的流行情况及基因特征,开展宿主动物HV的分子流行病学调查,现将2008—2013年结果报告如下。 1 材料与方法 1.1 标本采集

2008—2013年,每年春秋(3~4月、9~10月)于锦州野外及居民区2个监测点采用夹夜法捕鼠,无菌解剖取其肺脏,置于液氮保存待检。 1.2 主要试剂与仪器

病毒RNA 提取试剂盒QIAGEN Rneasy Mini Kit;PeQSTAR 型PCR 扩增仪(德国PEQLAB GmbH 公司);Biospectrum-AC 型自动凝胶成像仪(美国UVP公司)。 1.3 间接免疫荧光法(IFA)测鼠肺HV抗原[5]

检测中所用HFR患者血清由锦州市疾病预防控制中心微生物实验室制备保存,羊抗人免疫荧光抗体购自Sigma公司。HV抗原阳性标本用于RT-PCR扩增。 1.4 RT-PCR检测及基因分型 1.4.1 RNA提取

按试剂盒(QIAGEN Rneasy Mini Kit)说明书提取病毒RNA,用40 μL无RNA酶的去离子水溶解,-70 ℃保存备用。 1.4.2 引物与RT-PCR扩增

AMV反转录酶反转录得到cDNA,采用HV通用M片段外引物HV-MOF(5′-GGACCTGGTGCCAGTTGTGAAGC-3′)和HV-MOR(5′-ACCTCACAAACCATTGAACC-3′)进行扩增,循环参数为42 ℃,45 min;94 ℃,4 min;94 ℃,30 s、52 ℃,30 s、72 ℃,30 s,共35个循环,最后于72 ℃延伸10 min。M基因目的片段为490 bp,位于1 190~1 680 bp,PCR产物用1.5%琼脂糖凝胶电泳观察。 1.4.3 产物的回收和序列测定

按照Axygen胶回收试剂盒方法回收目的片段,并与pMD18-T载体连接,连接产物转入E.coli菌株DH5ɑ,挑单克隆,提取质粒(Axygen质粒提取试剂盒),用EcorⅠ、XhoⅠ酶切鉴定正确,并送上海生工生物技术有限公司测序。 1.5 统计分析

用DNAStar软件进行基因序列排序及同源性分析,用MEGA5.0软件进行系统发生分析,以最大似然法(ML)构建系统发生树。分析采用1 000个多序列组。用于比较分析的HV序列来自于GenBank已知序列。 2 结 果 2.1 HV抗原的检测

2008—2013年共捕获啮齿类动物1 838只,共2科4属5种,分别是褐家鼠、小家鼠、黑线姬鼠、黑线仓鼠、大仓鼠。优势种在居民区为褐家鼠,在野外为黑线姬鼠。采用IFA法检测所有鼠肺样品,共检出HV抗原阳性鼠肺样品78份,病毒携带率为4.24%(78/1 838)。2008—2013鼠带毒率分别为6.20%(23/371)、4.32%(81/185)、1.31%(4/305)、2.82%(10/1 354)、5.65%(17/301)、4.97%(16/322),各年之间鼠肺带毒率有统计学意义(χ2=13.579,P=0.019)。依据来源于不同时间点、不同区域、不同鼠种分为11个毒株,即JZ2008-12、JZ2011-19、JZ2011-41、JZ2012-37、JZ2013-04、JZ2013-37共6只家鼠及JZ2008-Y50、JZ2009-Y2、JZ2010-Y35、JZ2011-Y26、JZ2012-Y16共5只野鼠。 2.2 PCR检测结果及基因片段的同源性分析

11份HV抗原阳性样品,分别用SEOV型、HTNV型特异引物分别扩增其部分M基因片段,并进行序列测定。结果显示,11份鼠肺HV抗原阳性样品均是携带SEOV病毒,部分M片段核苷酸序列的同源为96.2%~100%。进一步分析发现,这11株病毒与褐家鼠携带的病毒BJHD01有最大的同源性(92.0%~93.7%),与HTNV代表株76-118的同源性较低(70.6%~71.2%)、与DOBV的同源性为71.8%~72.6%。 2.3 系统发生分析(图 1)

用部分M片段核苷酸序列构建的系统发生树可见,所有病毒株全部位于SEOV单元群中,而且构成一个单元枝,同源性很高,变异性很小,与BJHD01株病毒进化关系最近。

图 1 用M基因片段核苷酸序列以ML法构建的系统发生树
3 讨 论

目前锦州市流行性出血热疫区分布的鼠种有5种,优势种为褐家鼠、黑线姬鼠。随着锦州地区鼠密度和鼠带毒率的逐年增高,疫情呈散发分布,近几年来疫情有上升和向城区扩散的趋势,在锦州地区流行性出血热也正是春秋两季为发病高峰期,存在暴发流行的潜在危险,出血热疫情流行面临严峻形势。

锦州市是辽宁省乃至全国HFRS的主要疫区之一,本研究采用RT-PCR分型及核苷酸序列测定技术对锦州市流行HV的基因型进行研究,结果表明本研究中的阳性动物标本多为褐家鼠,表明褐家鼠是锦州市的优势鼠种,本研究根据M片段序列与Genebank 中已知序列进行比较并绘制系统发生树,发现锦州市SEOV序列同源性高及系统发生树都在同一进化枝上,11个病毒株苷酸序列同源性均>95%,与其他亚型同源性大部分均<95%,显示出HV 分布的地理聚集性。变异较小,基因型别较为稳定。

中国对SEOV的分子流行病学研究尚不系统深入。现有研究发现,尽管SEOV呈全球性分布,但与其他型的HV相比,SEOV的变异较小。而辽宁省相关研究结果显示,辽宁省SEOV均为S3亚型,锦州市11株SEO起源相同,同源性较高,尚未发现其他亚型,与周边地区葫芦岛市SEOV 核苷酸序列同源性>98.8%,呈现出地理位置相近地区基因组序列同源性很高的特点[6]。但孙黎等[7]研究表明SEOV比较保守,亚型分布上呈现出明显的地理聚集性,而不同地区间仍表现出明显的遗传多样性,范飞能等[8]研究同时发现同一地区,褐家鼠与黄胸鼠可携带不同的亚型,显示出局部地区SEOV的基因多样性。但随着监测的不断深入,锦州市仍有其他亚型存在的可能,因此,锦州市范围内系统地开展SEOV的分子流行病学研究,发现是否还存在新亚型的SEOV及其致病性,SEOV的变化规律及其进化关系,对HFRS的预防控制具有重要的指导意义。

参考文献
[1] Schmabohn CS,Hjelle B.Hantaviruses:a global disease problem[J].Emerg Infect Dis,1997,3(2):95-104.
[2] Maniloff CF,Fauquet CM.Virus taxonomy Ⅷ report of the international committee on taxonomy of viruses[R].California:Elsevier Academic Press,2005:695-716.
[3] Zou Y,Xiao QV,Dong X,et al.Genetic analysis of hantaviruses carried by reed voles Microtus fortis in China[J].Virus Res,2008,137(1):122-128.
[4] Zou Y,Wang JB,Gaowa HS,et al.Isolation and genetic characterization of hantaviruses carried by Microtus voles in China[J].J Med Virol,2008,80(4):680-688.
[5] 耿英芝,田疆,刘云,等.辽宁省汉滩型汉坦病毒基因特征及分布研究[J].中国媒介生物学及控制杂志,2012,5:449-451,454.
[6] 耿英芝,田疆,刘芸,等.辽宁省汉城型汉坦病毒基因亚型分析[J].中国公共卫生,2012,12:1594-1596.
[7] 孙黎,张永振,李林红,等.河南省II 型汉坦病毒基因亚型及其分布的研究[J].中华流行病学杂志, 2005, 26(8):578-582.
[8] 范飞能,杨鹏飞,施南峰,等.浙江省慈溪市啮齿动物中汉坦病毒分子流行病学研究[J].中华流行病学杂志,2008,29(4):365-368.