云南省曲靖地区手足口病病原学监测(2019年)

2021-11-06 14:36李桂满张勇刘艳艳姜黎黎伏晓庆田炳均
国际流行病学传染病学杂志 2021年5期
关键词:曲靖进化树分支

李桂满张勇刘艳艳姜黎黎伏晓庆田炳均

1昆明市疾病预防控制中心微生物检验科650228;2云南省疾病预防控制中心急性传染病防制所,昆明650022

李桂满和张勇对本文有同等贡献

手足口病(HFMD)是全球广泛流行的儿童传染病[1]。2008年中国大陆发生了大规模的HFMD流行[2-3],同年5月2日,HFMD被正式纳入我国丙类法定传染病管理[4],随后逐步成立了全国HFMD实验室监测网络,并对其开展系统性研究。然而,对云南省曲靖地区HFMD的研究尤其是病原学研究鲜少报道。本研究对2019年曲靖地区HFMD的病原学进行分析,为今后曲靖地区开展防控提供病原学基础,现将结果报告如下。

对象与方法

一、研究对象

2019年云南省曲靖地区各乡镇、县及州(市)医院临床诊断为HFMD的门诊及住院患儿为研究对象,病例诊断标准参照《手足口病实验室手册(2018年版)》[5]。所有诊断为HFMD的病例均纳入研究,并排除临床诊断为麻疹和风疹等其他病例。采集粪便样本前已经过儿童监护人的知情同意,研究符合赫尔辛基宣言。

二、研究方法

收集所有临床诊断为HFMD患儿的一般资料(包括姓名、年龄、性别、发病日期、出疹部位、最高体温、家庭住址、并发症和采样日期等),采集所有就诊和住院患儿的粪便样本。样本保存于粪便样本采集保存管 (领因生物科技上海有限公司),置于-20℃环境中保存。在冷藏条件下送云南省CDC的HFMD实验室进行病原检测。

三、样本处理

2019年云南省CDC的HFMD实验室共收到曲靖地区HFMD病例的粪便样本470份,样本处理严格按《手足口病实验室手册(2018年版)》[5]进行,即在50 mL耐氯仿的离心管中加入10 mL磷酸缓冲液(PBS),1 g玻璃珠、1 mL氯仿。在生物安全柜中将每一份粪便样本取约2 g加入标记好的离心管中,拧紧离心管盖子,用震荡器剧烈震荡20 min,在确保离心机的盖子盖好和离心桶密封的情况下,用冷冻离心机1 500×g离心20 min。将上清液分别吸入2个有外螺旋盖的冻存管中,一管冻存于-20℃作为备份,另一管存于4~8℃以备提取病毒核酸。

四、病毒RNA提取

病毒RNA提取采用江苏硕世生物科技股份有限公司全自动核酸提取仪(型号:SSNP-2000A)(磁珠法)提取,按照试剂盒说明书进行操作。提取所用样本为200 mL,RNA提取物为60 μL。

五、RT-PCR和病毒型别鉴定

先用MD91/OL68-1引物[6]对病毒VP4区基因进行RT-PCR和测序,编辑后的序列在GenBank进行BLAST搜索,确定病毒型别,再用各型病毒的相关引物[7]扩增肠道病毒(EV)VP1区全序列并测序。RT-PCR试剂盒为Access Quick RT-PCR(美国Promega公司)。RT-PCR程序为:50℃30 min,95℃15 min;94℃30 s,45℃30 s,68℃50 s,共40个循环,最后在68℃延伸10 min。PCR产物送上海生工生物技术有限公司进行双向测序,并用Sequencher 4.0软件(美国Gene Codes公司)进行编辑、拼接,得到病毒VP1区基因完整序列。测序结果通过肠道病毒在线定型工具 (Enterovirus Genotyping tool Version 0.1)[8]进行病毒型别鉴定。

六、病毒遗传系统进化树分析

用Mega5.2软件进行进化树分析。进化树用临位相接法(neighbor-joining method)作成,所用模式为Kimura二参数置换法 (Kimura 2-parameter substitution model)。用1 000个pseudoreplicate datasets进行进化树boot strap统计学分析。

结 果

一、病例基本情况

2019年云南省曲靖地区共有HFMD临床诊断病例470例,男性289例,女性181例,性别比为1.60∶1;年龄最小5月龄,最大15岁。病例多见于3岁以下非幼托散居儿童,占47.45%(223例),其次为幼托儿童,占37.45%(176例),学生占15.11%(71例)。

470例HFMD病例均属于普通型,无重症病例,主要表现为发热,手、足、口、臀等部位出疹,并有咳嗽、流涕、食欲不振等症状。8例体温超过38.5℃;21例表现为皮疹或疱疹性咽峡炎。HFMD病例全年都有检出,发病高峰在5—10月,其中6月为最高峰(图1),阳性病例共70例,占总病例数的13.19%。

图1 2019年曲靖市手足口病发病时间分布

二、病原谱构成

470份粪便样本中共检测到62株EV毒株,阳性率为13.19%。62株EV毒株中,42株为EV-A组病毒(67.74%),其中柯萨奇病毒A10型(CV-10)21株(33.87%),CV-A4 1株(1.61%),CV-A6 8株(12.90%),CV-A16 12株(19.35%);9株为EV-B组病毒(14.52%),其中E11和E12各3株(4.84%),E14 1株(1.61%),E30 2株(3.22%);EV-C组病毒11株,均为脊灰病毒1型疫苗株(PV1,Sabin株),占阳性总数的17.74%。未检测到EV-A71型和EV-D组病毒。

本次研究,62株毒株中共有5株混合病毒株,样本181-QJ-YN-CHN-2019(以下简称181)由E30和PV1(均为疫苗株,下同)混合,254和320由CVA16和PV1混 合,397和405由CV-A10和PV1混合。

三、CV-A6基因特征

2019年共从曲靖地区HFMD病例中检测到8株CV-A6。按文献[9]下载CV-A6病毒参考株VP1区序列,进行基因进化分析,8株CV-A6均为D3a亚型(图2)。

图2 2019年曲靖地区柯萨奇病毒A6型VP1区基础进化树

四、CV-A10基因特征

2019年共从曲靖地区HFMD病例中检测到21株CV-A10毒株。按文献[10]下载CV-A10病毒参考株VP1区序列,进行基因进化分析,21株CV-A10分为两个不同的进化分支,分支1由13株组成,分支2由8株组成,两个进化分支之间的核苷酸(nt)差异率为7.00%,氨基酸(aa)差异率为7.40%,分支1与原 型株Kowalik(AF081300)的nt差异率为23.10%,aa差异率为7.40%。分支2与原型株Kowalik的nt差 异 率 为23.90%,aa差 异 率 为6.90%。基因树中两个进化分支之间的boot strap值为100%,为两个不同的基因亚型(图3)。

图3 2019年曲靖地区柯萨奇病毒A10型VP1区基因进化树

五、CV-A16基因特征

2019年共从曲靖地区HFMD病例中检测到12株CV-A16毒株,按文献[11]下载CV-A16病毒VP1区参考株序列,构建基因进化树,12株CV-A16属于两个基因亚型(B1a和B1b),B1a亚型由4株组成,B1b亚型由8株组成,两组之间的nt差异率为12.00%,aa差异率为1.70%,B1a亚型与原型株G-10(U05876)之间的nt差异率为24.40%,aa差异率为8.00%,B1b亚型与原型株G-10之间的nt差异率为24.90%,aa差异率为8.60%,B1a亚型与B1b亚型之间的boot strap值为97%~99%(图4)。

图4 2019年曲靖地区柯萨奇病毒A16型VP1区基因进化树

讨 论

本文对云南省曲靖地区2019年HFMD的病原学进行了研究,发现主要病原是CV-A10,其次是CV-A16和CV-A6。

最近几年,由CV-A6和CV-A10引起的HFMD散发和暴发事件日益增加。2012年印度的研究表明,CV-A16和CV-A6是HFMD的主要病原体[12]。陈炜等[13]发现2011—2013年福建省HFMD病原谱发生较大变化,CV-A6成为福建省主要病原之一。张萌等[14]研究显示,2017—2018年,引起北京及其周边地区儿童HFMD的主要病原体是CV-A16,EV-A71的检出率已显著下降。以上研究均表明,HFMD的病原谱已经发生改变,主要病原已从EV-A71变为CV-A6、CV-A10和CV-A16。Song等[9]对1992—2015年中国520条和基因库下载的287条CV-A6病毒VP1区基因进行了进化分析,把CV-A6分为A、B、C、D四个基因型,D基因型又被分为D3a和D3b两个亚型。本文在曲靖市共发现8株CV-A6毒株,占阳性数的12.90%,基因进化分析表明它们都属于D3a亚型,与Song等[9]的结果一致。

Ji等[15]对2009—2016年中国27个省164条CV-A10代表株和117条从GenBank下载的CV-A10病毒VP1区完整序列进行了遗传进化分析,结果显示C2亚型是自2012年以来中国主要的流行亚型。本次曲靖地区CV-A10进化分析表明,21株病毒全为C2基因亚型,并分为2个进化分支,说明C2基因的两个进化分支同时在该地区流行。

Zhang等[11]对2007—2008年分离自山东、甘肃、内蒙古和青海的42株,1999年和2005年分离自北京和广东的24株以及从GenBank下载的35株共101株CV-A16病毒的VP1区基因进行的遗传进化分析,结果显示,1999—2008年所有中国分离株都属于B1a和B1b亚型,这两个亚型是中国的主要流行分支。本次曲靖地区CV-A16进化分析结果显示,2019年12株病毒全为B1亚型,B1a(4株)和B1b(8株)两个进化分支同时在该地区流行。

云南省HFMD实验室监测网络中,每年各地州都用实时荧光RT-PCR方法进行病原学检测。本研究先用MD91/OL68-1引物扩增病毒VP4区基因并定型,再用各组病毒特异性引物扩增VP1区基因用于基因特征分析。MD91/OL68-1引物几乎能够扩增所有EV[6],但EV基因VP4区只有207 bp,能够定型但不适用于进化树分析,而VP1区全序测定是EV基因进化分析最可靠的手段。VP4区和VP1区的结合使用是EV测序定型和基因进化分析行之有效的方法,值得全国推广使用。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

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