广东地区呼吸道病毒感染流行特征及博卡病毒分子进化研究

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急性呼吸道感染是最常见的疾病之一,严重加重了人类的疾病防治负担。世界卫生组织报道每年有190万儿童死于呼吸道感染引起的并发症,其中70%的死亡病例发生在非洲和东南亚。而病毒是急性呼吸道感染最常见的病原体,但不同人群和地区的呼吸道感染流行情况不同,可能与文化、社会经济状况、地理气候特点及健康管理系统等因素有关。深入了解当地呼吸道感染的流行特征,探索影响呼吸道感染的危险因素是预防控制呼吸道感染的重要措施。广东位于华南地区,一直被认为是一些重要呼吸道病毒的发源地,加上高温高湿的气候以及来自全球不同地区和国家的劳工和商人,这些因素更利于呼吸道病毒的传播。因此对广东地区人群呼吸道病毒感染进行监测,了解广东地区呼吸道疾病的流行特征,对呼吸道病毒的防治有重要意义。但是,目前关于中国全人群呼吸道病毒感染的流行特征和广东地区流行病学数据鲜见报道,因此本课题在广东省内设置多家哨点医院,于2009年7月至2012年6月间连续收集有呼吸道感染症状的成人和儿童鼻咽拭子标本,采用RT-PCR方法对7种呼吸道病毒:流感(influenza virus,Flu),呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV),副流感病毒(parainfluenza virus,PIV),偏肺病毒(human metapneumovirus,hMPV),腺病毒(adenovirus,ADV),冠状病毒(human coronavirus,HCoV)及博卡病毒(human bocavirus,HBoV)进行检测,并对其流行病学特征进行了分析,为今后广东地区呼吸道病毒感染疾病的预防控制与治疗治提供参考资料。   2005年发现HBoV以来,中国大陆地区HBoV感染的分子流行病学资料缺乏,对于我国HBoV病毒的变异进化特征还不清楚,开展HBoV病毒的分子进化研究对深入了解其流行特征有重要意义。因此本课题对检测到的其中5例HBoV阳性标本进行了HBoV全基因组扩增,并通过国内外文献和GenBank收集了2001年到2012年12年间中国24株HBoV的全基因组序列和其他国家5株HBoV分型参考毒株全基因组序列,探讨中国HBoV长期进化趋势以及病毒分子变异特征。   研究方法:   1.在广东省内设置25家哨点医院,根据病例纳入标准采集咽拭子,并填写调查表,提取标本核酸,合成cDNA,用RT-PCR法检测Flu、RSV、PIV、ADV、hMPV、HCoV和HBoV。采用SPSS13.0软件对数据进行分析,应用Excel软件绘制图表。   2.对其中5例HBoV阳性标本进行HBoV全基因组测序,从GenBank中筛选来自中国大陆和香港19株HBoV毒株和其不同亚型的代表株全基因序列,用DNAstar软件翻译NS1基因、NP1基因、VP1基因的氨基酸序列,分别针对全基因组、NS1基因、NP1基因、VP1/VP2基因的核酸序列和氨基酸序列,采用Clustalw软件进行多序列比对分析,用BioEdit软件计算同源性得分,进行变异分析,用Mega4.0软件的neighbor-joining方法对29株毒株的全基因组、NS1基因、NP1基因、VP1/VP2基因分别构建进化树。   研究结果:   1.共收集了14227份鼻咽拭子标本,其中7318份来自门诊病例,6909份来自住院病例;男性8485人,女性5742份。总呼吸道病毒检出率为39.24%(5582/14227),2632份标本流感阳性,检出率为18.50%;1113例RSV阳性,检出率为7.82%;494例PIV阳性,检出率为3.47%;493例ADV阳性,检出率为3.47%;319例hMPV阳性,检出率为2.24%;351例HCoV阳性,检出率为2.47%;180例HBoV阳性,检出率为1.27%。   2.门诊病人流感病毒的检出率高于住院病人,其他六种病毒的检出率均低于住院病人。男性病人RSV、PIV和HMPV的检出率高于女性病人,女性病人流感检出率高于男性。儿童(≤14岁)RSV、PIV、ADV、hMPV、HCoV和HBoV的检出率高于成人(>14岁)。流感的检出率在15-35岁青年中最高。   3.除了HBoV三年(2009.7-2010.6,2010.7-2011.6,2011.7-2012.6)之间的检出率没有统计学差异外,其他六种病毒三年之间的检出率都有差异。二月份和八月份呼吸道病毒的检出率较高(48.03%和47.16%),十月份的检出率最低(23.14%);分别在春、夏、秋、冬四季的总检出率分别为44.31%,41.15%,41.66%和30.52%,四季的检出率不同。全年Flu的检出率最高,RSV在春季的检出率最高,PIV在夏季的检出率最高,Flu在秋季的检出率最高。   4.儿童中RSV是检出最多的呼吸道病毒,其次是Flu。Flu是成人最常见的呼吸道病毒。女性中Flu的构成比(53.33%)大于男性(43.20%)。春季RSV的构成比(32.27%)大于其他三个季节,PIV、hMPV和HBoV于夏季的病原构成比较大,分别为12.92%,9.01%和5.11%; Flu秋季的病原构成比较大(61.23%);ADV和HCoV冬季的病原构成比较大,分别为11.35%和9.99%。483份标本存在混合感染,混合感染率为3.39%。感染标本中检出最多的病毒为Flu和RSV,52.17%(252/483)的混合感染标本Flu阳性,50.52%(244/483)的混合感染标本RSV阳性;但是混合感染率最高的病原为HCoV和HBoV。   5.29株HBoV毒株分成了1、2、3、4四个基因型,2型分为2A和2B两个型,1型和3型进化关系较近,2型和4型进化关系较近。从2003年到2012年的10年间,共发现1、2、3基因型在中国大陆流行,没有4型流行。HBoV1型为中国优势毒株,本论文分离的5株都属于HBoV1型。   6.本论文通过测序获得的5株HBoV全基因组序列,非结构蛋白基因NS1和NP1与3型的同源性均高于与2型和4型的同源性。VP1基因与2型,3型和4型的同源性没有差别,均低于2、3、4型VP1基因之间的同源性。本论文检测的5株毒株和其他1型毒株同源性较高。NS1蛋白最保守,型内同源性高达99.3%以上,VP1蛋白变异度较大,型内同源性最低为96.5%,广州未发现有2、3、4型毒株,但检测到的1型毒株存在2、3、4型毒株突变位点。   结论:   1.男性更易感染呼吸道病毒,发生感染更易住院治疗,呼吸道感染的儿童和老人的住院率高于青年人。   2.本研究监测的7中呼吸道感染病毒中,青年人更易感染Flu,其他6种病毒儿童的检出率较高,其中RSV的检出率最高。住院病人中非流感呼吸道病毒(RSV、PIV、ADV、hMPV、HCoV、HBoV)的检出率高于门诊病人,相比流感病毒可能引起更严重的症状和疾病负担。   3.不同年份Flu、RSV、PIV、ADV、hMPV、HCoV检出率不同,广东地区呼吸道病毒春季检出率较高,其中2月份最高;冬季检出率较低,其中10月份最低。不同季节的病原谱构成不同,全年流感的检出率最高,RSV在春季的检出率最高,PIV在夏季的检出率最高,流感在秋季的检出率最高。   4.多重感染标本中检出最多的病毒为Flu,阳性标本中,HCoV和HBoV的共感染率最高。男性病人、住院病人和儿童的共感染率高于女性病人、门诊病人和成人。春季和夏季的共感染率高于秋季和冬季,冬季的混合感染率最低。   5.HBoV毒株1型和3型进化关系较近,2型和4型进化关系较近。本论文分离的5株都属于1型,为中国优势毒株,1型和3型非结构蛋白基因同源性较高,结构蛋白2型、3型和4型同源性较高,均高于与1型之间的同源性。NS1蛋白最保守,VP1蛋白变异度较大。   6.本广州未发现有2、3、4型HBoV毒株,但1型毒株存在2、3、4型毒株突变位点,可能是不同型别的重组毒株,应该开展更广泛的监测了解广州地区博卡病毒不同型别的流行情况。
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