人畜共患戊型肝炎病毒分子进化特征研究

发布时间：2020-05-31 23:19

【摘要】：戊型肝炎病毒(Hepatitis E Virus, HEV)是戊型肝炎(以下简称“戊肝”)的病原体,主要通过粪-口途径传播,在人群中可引起散发、暴发和流行。哺乳动物HEV至少可分为4种基因型,即基因1型、2型、3型和4型HEV(以下分别简称HEV-1、HEV-2、HEV-3和HEV-4)。HEV-1和HEV-2仅见于人,HEV-3和HEV-4为人畜共患型,可感染人、猪、鹿、猫鼬等,其中猪是其主要的动物宿主。 我国是戊肝的高发地区,1986年～1988年,在我国新疆地区曾发生戊肝的大暴发,共发病119280例,罹患率2.96%。近年来,我国虽再无戊肝的大规模暴发和流行,但根据全国法定传染病报告结果,戊肝病例数呈逐年上升趋势。戊肝已经成为一个重要的公共卫生问题。 为了解我国华东和华南地区人和猪群中HEV的三间分布、基因型和分子进化特征,本研究以华东地区(上海市、浙江省德清县、安徽省安庆市、江苏省海门市)和华南地区(广西省南宁市)为研究现场,收集2005年～2009年共357份散发性戊肝患者血清、252份商品猪粪便和3000份商品猪胆汁标本。所有样本均采用巢氏逆转录聚合酶链式反应(Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction, RT-PCR)方法检测HEV开放式阅读框架(Opening Reading Frame, ORF)1区域内RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase, RDRp) 821nt序列。双向测序后进行比对,并计算不同宿主和地区间核苷酸序列同源性。使用最大似然法构建系统进化树,分析人与猪群中HEV基因型和系统进化关系。结合本研究获得的303条HEV序列和GenBank中下载的134条参考HEV序列,分析HEV的特异性突变位点、进化压力、分子进化率、进化时间和迁移事件等进化特征。 散发性戊肝患者中,男性居多,男女性别比为2.10：1,平均年龄为(49.2±15.9)岁;发病呈季节性,多数位于2月～4月。在上海、浙江、安徽、江苏和广西患者中,HEV分离率分别为48.09%、43.48%、46.59%、77.11%和28.13%,地区间分离率不完全相同(X2=30.77,v=4,P0.001)。人样本HEV序列与HEV-1～4参考序列的核苷酸同源性分别为66.54%～70.49%、63.50%～67.65%、69.45%～72.74%和83.68%～85.63%。人样本HEV株均属于基因HEV-4。上海、浙江、安徽、江苏和广西商品猪群中,HEV分离率分别为5.00%、2.44%、4.00%、6.40%和1.50%,地区间分离率不完全相同(X2=19.18,v=4,P=0.001)。商品猪HEV的分离率未观察到有季节性差异。猪样本HEV序列与HEV-1～4参考序列的核苷酸同源性分别为66.47%～70.42%、63.74%～67.87%、69.69%～72.96%和83.55%～85.52%。猪样本HEV株中,除2株(江苏株pCN08Jiangsu32和浙江株pCN06Zhejiang7)为HEV-3外,其余HEV株均为HEV-4。人、猪HEV核苷酸替换模式均以TIM2+G模型拟合最优,Gamma分布的形状参数α分别为0.1550和0.1670。 上海、浙江、安徽、江苏和广西同地区人样本HEV序列的核苷酸同源性分别为84.61%、91.23%、86.83%、88.56%和94.38%,除浙江和广西外,同地区内的HEV序列核苷酸同源性不一定比地区间的核苷酸同源性高,提示广西和浙江人HEV有地区聚集性。上海、浙江、安徽、江苏和广西同地区内猪样本HEV序列的核苷酸同源性分别为88.48%、83.83%、87.43%、89.12%和90.84%,除广西外,同地区内的HEV序列核苷酸同源性不一定比地区间的核苷酸同源性高,提示广西猪HEV有地区聚集性。人和猪两物种HEV组内的的核苷酸同源性不比组间的核苷酸同源性高,说明人、猪两物种HEV亲缘关系很近,可能并无物种聚集现象。系统进化树结果显示,华南地区广西HEV株有聚集趋势,而华东各地区HEV株参差分布于各进化分支上,无明显的地区聚集趋势；人和猪HEV错落分布,无明显物种聚集现象。以上结果提示：上述华东和华南5市(县)中,广西HEV株有地区聚集趋势,而华东地区HEV株无明显的地区聚集趋势,且各地区人、猪HEV无物种聚集趋势,HEV在两物种间有跨物种传播的可能。 本研究发现HEV RDRp 821nt序列不同密码子位点的突变率有所差别,第三密码子的突变率最高,同义密码子在使用过程中存在密码子使用偏倚。在RDRp 821nt区域,HEV-3、HEV-4点突变模式和高频突变位置基本一致,但两者在516-618nt区域的突变具有基因型特异性；人畜共患的HEV-3～4在进化过程中主要受中性选择的作用。HEV分子进化速率约为(2.07～4.66)×10-3/位点/年。HEV-1、HEV-3和HEV-4各自的型内进化分歧时间分别为1958年、1921年和1933年；纳入分析的HEV株的最近共同祖先出现的时间(Time to the most recent common ancestor, tMRCA)可追溯到1860年。根据华东地区人样本HEV株的系统进化特征,该研究发现了6组迁移事件：安徽→江苏,江苏→安徽,江苏→上海,上海→江苏,上海→浙江和上海→安徽。
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本文编号：2690614