关键词:
重症手足口病
病原谱
高通量测序
柯萨奇病毒A组6型
柯萨奇病毒A组10型
优势基因型
重组模式
摘要:
研究目的:肠道病毒是导致重症手足口病(Hand,foot,and mouth disease,HFMD)的病原体,而引起重症HFMD的病原谱近年来在不断发生变化,包括高通量测序(High-throughput sequencing,HTS)在内的多种新技术为重症HFMD病原谱的明确提供了帮助。本研究的主要目的是为了明确河北省在2017~2018年间重症HFMD的病原谱,研究其变化特点,分析这种病原谱变化产生的原因,最终阐明这种变化背后的流行病学特点和公共卫生防控的意义。实验方法:本研究收集了河北省2017~2018年50份(2017年29份,2018年21份)重症HFMD病例的标本并进行病毒分离,在23份标本中直接分离到了病毒,并采用一代测序的手段获得了病毒的全长VP1区序列;有27份标本没有直接分离到病毒,利用高通量测序的方法获得了其中17份标本部分或者全长病毒基因组序列。结果采用RAxML软件构建柯萨奇病毒 A 组 16 型(Coxsackievirus A16,CV-A16)、肠道病毒 A71 型(Enterovirus A71,EV-A71)、柯萨奇病毒 A 组 10 型(Coxsackievirus A10,CV-A10)、柯萨奇病毒 A 组 6 型(Coxsackievirus A6,CV-A6)的VP1区的最大似然树,阐明标本中检测到的肠道病毒分子流行病学特点。同时用RDP4和SimPlot软件对8条肠道病毒(6条CV-A6、2条CV-A10)全序进行重组分析,结合序列3D区构建的最大似然树对这些序列的进化特点进行分析,并基于CV-A10的3D区对全球的CV-A10划分了重组模式。研究结果:1.序列结果分析发现,河北省近年来引起重症HFMD的肠道病毒病原谱有很大的变化,2017年收集的重症HFMD标本中,在10份标本中检出了 EV-A71,10份标本中检出了 CV-A6(高通量测序方法检出了其中的5份),1份标本中检出了 CV-A16,还有3份标本检出其他肠道病毒;2018年收集的重症HFMD标本中,8份标本检出了 CV-A6(均通过高通量测序方法检出),有1份标本检出了 CV-A16,5份标本检出CV-A10(高通量测序方法检出了 3份),还有3份检出其他肠道病毒;2.高通量测序方法的加入将可检出病原体的标本从之前的23份提升到40份,检出CV-A10的重症标本从之前的2份提升到5份,CV-A6从之前的5份提升到18份;河北重症病例病原谱中CV-A10所占的比例从之前的8.7%(2/23)升到了 12.5%(5/40),CV-A6从之前的21.7%(5/23)升到了 45.0%(18/40)。由于EV-A71对病毒分离很敏感,所有含有EV-A71的重症标本的病毒分离都是阳性,通过高通量测序方法并没有多检出,导致其在病原谱中的比例从之前的43.5%(10/23)降到了 25.0%(10/40);***软件构建的EV-A71、CV-A16、CV-A6和CV-A10的VP1区的系统进化树显示,EV-A71属于中国流行的优势基因亚型C4a,CV-A16属于中国流行的优势基因亚型B1b,CV-A6属于中国流行的优势基因亚型D3a,CV-A10属于中国流行的优势基因型C;4.通过RDP4和SimPlot进行重组分析发现,有3条CV-A6和未知血清型存在重组,有3条CV-A6和2条CV-A10在3D区分别与CV-A2和CV-A5存在大片段的重组;***构建的CV-A6和CV-A10的3D区的系统发育树显示,有3株CV-A6属于中国流行的重组模式A(RF-A),而3D区发生重组的3株CV-A6属于重组模式K(RF-K)。全球的CV-A10有5种重组模式(RF A-E),河北省的2株重组CV-A10都属于重组模式B(RF-B)。研究结论:1.在导致河北重症HFMD的病原谱中CV-A6以及CV-A10所占比例渐渐升高,CV-A6甚至已经超过了 EV-A71,成为引起河北重症HFMD病例的主要型别,结果提示进一步加强对CV-A6和CV-A10的监测很有必要;2.对病毒分离阴性标本进行高通量测序,结果提高了肠道病毒检出的阳性率,表明高通量测序在肠道病毒鉴定方面具有较大的优势,值得在今后肠道病毒的监测中推广;3.通过VP1编码区进化分析发现,引起重症HFMD的都是各个肠道病毒血清型的优势基因型;4.3D编码区发生重组导致部分CV-A6的重组模式发生改变,不再是中国主要的重组模式,但重组可能会导致病毒的毒力增强,从而加重HFMD的临床症状;5.由于重组的因素存在,分别基于肠道病毒VP1和3D编码区进行进化分析时,结果会出现差异,提示通过VP1基因定型结合全基因组序列分析,可以对肠道病毒的进化和变异有一个更加清晰的认识,有利