胡芹,涂智杰,吳集才,魏建萍,張敏,曹健
(景德鎮(zhèn)市疾病預防控制中心,江西 景德鎮(zhèn) 333000)
手足口病是一種常見及輕微但傳染度頗高的傳染病,可由多種腸道病毒引起。此病多發(fā)生于5歲以下兒童,可引起手、足、口腔、臀部等部位的皰疹,少數患兒可引起心肌炎、肺水腫、無菌性腦膜腦炎等并發(fā)癥,進而危及生命[1]。引發(fā)手足口病的腸道病毒有20多種,其中以柯薩奇病毒A組16型(CA16)和腸道病毒71型(EV71)最為常見。本實驗室自2009年開展此病的病原學監(jiān)測以來,每年都有臨床重癥病例,甚至包括死亡病例送檢。為了解景德鎮(zhèn)地區(qū)重癥病例臨床癥狀差異性形成的生物學基礎,本實驗室采集2例手足口臨床癥狀有差異性的重癥標本進行生物信息學分析,現將結果報告如下。
1.1 標本來源 2011年景德鎮(zhèn)市珠山區(qū)疾控中心采集的 2例重癥手足口咽拭子標本(2011JDZ35,2011JDZ202),其中1例出現明顯神經癥狀,1例未出現神經癥狀,-80oC保存。
1.2 病毒分離與鑒定 RD細胞由江西省疾病預防控制中心疾病檢驗所提供;EV71病毒分離與鑒定按《手足口病預防控制指南》(2009版)操作規(guī)程進行:標本接種RD細胞,置于36℃培養(yǎng),每天觀察細胞病變(CPE),當 CPE 達+++~++++時收獲,并通過RT-PCR進行鑒定[2]。
1.3 病毒RNA的提取及基因測序 采用QIAGEN公司的Rneasy mini Kit,按照試劑盒說明書操作。取病毒培養(yǎng)液上清液200μl提取RNA,最終收集RNA提取液30μl。使用Promega公司的M-MLV試劑盒制備病毒的cDNA。根據本實驗室已有引物[3],使用TaKaRa LA Taq試劑盒完成相應片段的PCR擴增。產物經膠回收后送上海捷瑞公司進行測序。使用DNAstar軟件包中的SeqMan對序列片段進行拼接、編輯、校正。將2011JDZ35與2011JDZ202株與GenBank登錄的國內外不同地域并具有不同基因型的12個EV71病毒株作為參考株,并選擇Cox.A16(G10)為外群,用Mega5.1 Beta2軟件采用鄰接法(Neighbor-joining,NJ)進行序列分析,Bootstrap值設定為1000,獲得VP1區(qū)系統(tǒng)進化樹并對其進行系統(tǒng)進化分析。
2.1 序列分析 2例手足口重癥病例都由EV71病毒引起,2株EV71病毒株(2011JDZ35,2011JDZ202)全基因組核苷酸序列已被GenBank數據庫收錄,GenBank登錄編號分別為JQ806378和KC109780。2.2病毒基因親緣進化分析 系統(tǒng)進化樹顯示本地實驗株與近幾年來流行于內地的毒株親緣關系較近,同屬于C4a亞型,并且景德鎮(zhèn)2011JDZ35與安徽阜陽株EU703812為同一遺傳分支、2011JDZ202與浙江寧波株2011NB65為另一遺傳分支[4,5]。 見圖 1。
圖1 EV71 VP1編碼區(qū)核苷酸遺傳進化分析
2.3 VP1氨基酸序列比對 2011JDZ35有兩個位點發(fā)生明顯變異,第19位丙氨酸由纈氨酸取代(A→V),第 106位酪氨酸由苯丙氨酸取代 (Y→F)。2011JDZ202有三個位點發(fā)生明顯變異,第19位丙氨酸由半胱氨酸取代(A→C),第38位精氨酸由谷氨酰胺取代(R→Q),第293位丙氨酸由絲氨酸取代(A→S)。具體結果見圖2、圖3。
圖2 2011JDZ202 VP1區(qū)protein blast結果
圖3 2011JDZ35 VP1區(qū)protein blast結果
手足口病是冬春季節(jié)兒童的多發(fā)病,由于疾病初起時癥狀不明顯易被家長忽視,而一旦病情耽誤極易惡化,逐漸發(fā)展成重癥病例。伴隨神經系統(tǒng)并發(fā)癥的出現還可能造成病兒的死亡。本實驗室所檢測的重癥病例都由EV71病毒引起,由此可見EV71病毒在手足口病的防控工作中不容忽視。
EV71病毒的VP1基因全長891bp,其編碼蛋白位于病毒外膜蛋白的最外面,因此VP1蛋白是EV71主要的病毒中和決定因子,具有與病毒血清型相對應的遺傳多樣性,是基因分型和遺傳進化分析的重要研究對象[6]。而且VP1蛋白對病毒侵入何種受體細胞起到絕對性的作用。根據VP1基因的差異可以將EV71分為A,B和C三個基因型,并且還可以再細分為B1-B5、C1-C5亞型。本實驗室分離到的EV71病毒株2011JDZ35和2011JDZ202均屬于C4a亞型,與國內近幾年來主要流行株亞型一致。
從對VP1氨基酸序列比對發(fā)現,2011JDZ202株在297個氨基酸位點的比對中發(fā)現有3個位點發(fā)生了明顯變異,分別是在第19位,38位,和293位;而2011JDZ35株有2個位點發(fā)生明顯變異,分別是在第19位和106位。以上位點的突變具有一定的規(guī)律性,相對保守。VP1區(qū)位于病毒衣殼的最外面,其內部的氨基酸改變能夠引起外膜蛋白的結構變化,使其可能能夠突破血腦屏障,出現腦炎癥狀。猜測上述突變位點對病毒的臨床表現提供了相應的生物學基礎。
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