关键词:
急性呼吸道感染
鼻病毒
型别鉴定
分子流行病学
基因特征
摘要:
研究背景:
急性呼吸道感染(acute respiratory infections,ARIs)是5岁以下儿童发病和死亡的主要原因,全球每年约有130万5岁以下儿童死于急性呼吸道感染。鼻病毒(Rhinovirus,RV)是引起婴幼儿、老年人及免疫力低下人群发生ARIs重要的病原体。RV为正向单链RNA病毒,编码11种蛋白质。基因组全长约7200bp,共编码VP1~VP4、2A~2C和3A~3D 11种蛋白质。其中5’UTR的序列高度保守,对RV的复制、转录和翻译等功能具有重要作用,可用于RV与其他呼吸道病原以及其他肠道病毒的鉴定;VP1蛋白与病毒的多样性有关,也是诱导人体产生保护性抗体的主要抗原,目前已用于RV的分型。依据P1(capsid proteins)、2C和3C区的氨基酸序列差异,将RV分为3个种,结合VP1分型,RV共分为A种80个型别、B种32个型别和C种57个型别。近年来,在中国、美国等地区的监测中,RV为最常检测到的呼吸道病毒之一。一些研究显示,相较RV-B,感染RV-A和C可引起较重的疾病,且感染RV-C与患者哮喘症状加重有关。目前尚无针对RV感染的抗病毒药物,而由于RV型别较多,不同型别的RV抗体交叉反应性弱,RV疫苗的研发受到极大的阻碍。因此加强RV感染监测和分子分型研究,对我国非法定呼吸道传染病的预防控制具有重要意义。
研究目的及方法:
本研究通过收集2021—2023年我国北方吉林省长春市、北京市和河南省漯河市,南方重庆市、江西省和广东省广州市ARIs病例的呼吸道标本、基本临床信息和多病原检测结果。分析2021—2023年我国部分地区ARIs病例中RV的感染状况,阐述RV在ARIs病例中的流行情况、型别组成和基因特征,丰富我国RV的基因组数据库,为我国RV的疾病监测和防治提供数据基础。
使用实时荧光定量PCR法对病例的呼吸道标本进行RV鉴定,进行RV流行病学分析;使用巢式逆转录PCR法扩增VP1区基因全长,结合国际病毒分类委员会推荐的RV标准参考株进行型别鉴定和基因特征分析;使用全基因组测序技术,扩增特定型别的全基因组序列,进行进一步的生物信息学分析。
研究结果:
1、本研究共收集我国六省市ARIs病例标本5648份,RV检出率为11.93%(674/5648)。男性和女性的RV检出率分别为12.82%(431/3361)和10.63%(243/2287),差异具有统计学意义(χ2=6.258,P=0.012)。不同年龄组间RV检出率具有差异统计学意义(χ2=89.401,P<0.001),以2~<5岁(15.85%,296/1868)年龄组中检出率最高。我国RV在秋季(17.54%,254/1448)检出率最高,其次为春夏季,不同季节间RV检出率差异具有统计学意义(χ2=70.191,P<0.001)。RV在我国北方的夏季和初秋季存在检出高峰,在南方的春季、秋季和冬季检出率较高。
2、结合哨点医院的多病原筛查结果,本研究共227例RV阳性标本检测9种常见呼吸道病毒。其中48例合并检出其他病毒,合并检出率为21.15%,以RV与EV(5.29%,12/227)双重合并检出最常见。
3、本研究共获得538条RV VP1序列,型别鉴定结果显示,其分属RV三个种的88个型别。RV-A检出341条,包括46个型别;RV-B检出23条,包括9个型别;RV-C检出174条,包括33个型别,其中6条序列无法确定具体型别。检出前五的型别为A49(32条)、A63(29条)、A78(26条)、A12(21条)和C15(21条)。南北方主要检出型别不同,北方检出前三的型别为A63(6.94%,25/360)、A49(6.67%,24/360)和A78(6.11%,22/360);南方检出前三的型别为C17(7.30%,13/178)、A68(6.18%,11/178)、A49(4.49%,8/178)和A101(4.49%,8/178),RV-A49在南北方中均检出较多。
4、本研究共19份标本同时检出2种或以上RV型别,其中一份标本同时检出A、B和C三种RV。RV-A与RV-B合并检出中,主要检出型别为RV-A58;RV-B与RV-C合并检出中,主要检出型别为RV-C15。
5、基于VP1区构建系统发育树显示,RV-A49随年代的递进形成不同的Lineage,不同Lineage间的平均核苷酸遗传距离为0.055~0.096。其标准参考株和其他3条检出较早的序列属于Lineage 1;2003—2006年美国、芬兰、冰岛检出的RV-A49属于Lineage 2;2007年以后中国、美国、柬埔寨和日本等国家检出的RV-A49属于Lineage 3。本研究检出的RV-A49均属于Lineage 3。其中