馮 立,王 卓,楊 軍,于 淼,王立強,邱廣斌,翟如波,吳益民
斑點熱(Spotted Fever, SF)是由斑點熱群立克次體(spotted fever group rickettsia, SFGR)引起,經(jīng)蜱(少數(shù)由螨或蚤)傳播的人獸共患自然疫源性疾病, 分布于世界各地。SFGR群內(nèi)種類繁多,目前世界上巳發(fā)現(xiàn)近20種SFGR[1-2]。研究資料表明,由SFGR引起的斑點熱病在我國很多地區(qū)廣泛存在。我國巳分離到的SFGR有西伯利亞(Rickettsiasibirica)、黑龍江(Rickettsiaheilongjiangsis)立克次體,二者巳從蜱和病人分得[3-5]。
東北地區(qū)為我國最早發(fā)現(xiàn)的斑點熱自然疫源地。為了解SFGR在當?shù)孛浇轵绲母腥炯癝FGR種型,我們應(yīng)用PCR方法對黑龍江遜克地區(qū)森林革蜱作了SFGR DNA檢測。
1.1蜱標本采集 選擇中俄邊界黑龍江遜克地區(qū)不同生境采用人工布旗法采集蜱類,浸漬于70%酒精溶液中, 分類鑒定后進行DNA提取。
1.2蜱標本DNA提取 取出浸漬于70% 酒精溶液的森林革蜱用生理鹽水洗滌3次, 濾紙吸干,于EP管內(nèi)40 ℃過夜烘干。每只1組用玻璃研磨器研碎,應(yīng)用上海生工生物公司“一管式基因組DNA抽提試劑盒”按說明書操作提取DNA, DNA模板置-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>
1.3PCR檢測 采用SFGR外膜蛋白A基因(ompA)和立克次體檸檬酸合成酶基因(gltA)按文獻[1.6]設(shè)計引物,由上海生工生物公司合成。引物序列和擴增條件見表1。
表1 PCR 擴增的目的基因及其引物序列
1.4核酸序列測定及聚類分析 PCR 陽性產(chǎn)物送上海申工生物技術(shù)公司測序。應(yīng)用Internet網(wǎng)中BLAST操作平臺,將測序所得結(jié)果與GenBank中注冊的國際上常見的SFGR相應(yīng)基因進行比較,采用DNAstar及Mega 5.0軟件進行序列分析和聚類分析。
2.1SFGR 檢測結(jié)果 對調(diào)查地區(qū)采集的森林革蜱(Dermacentorsilvarum)60只(雄、雌各30只),用SFGRompA引物70p/701n進行PCR檢測。檢出陽性14份, 陽性率為23.33%,其中雄性和雌性蜱標本檢出陽性率分別為13.33%和10.00%。PCR電泳結(jié)果見圖1.2。對ompA陽性蜱標本同時用gltA引物Rpcs877p/Rp1258n進行PCR擴增。隨機選擇2份ompA和gltA擴增陽性標本(XK-36, XK-40)作DNA測序。
2.2核苷酸序列比較 陽性標本XK-36和XK-40的ompA和gltA測序所得基因片段序列對比,二者的相似性均為100%。將XK-36ompA和gltA片段序列分別進行同源性比較和聚類分析。
XK-36ompA基因片段序列去掉兩端引物,將其589 bp片段和GenBank中注冊的主要SFGR的相應(yīng)基因進行同源性比較,結(jié)果與Rikettsiasp.JL-02株關(guān)系最近,同源性達99.30%,兩者僅有3個堿基差異;與Rikettsiaraoultii的同源性為99.18%,與Rikettsiaheilongjiangsis和Rikettsiajaponica的同源性分別為92.90%和92.50%。
XK-36gltA基因片段序列去掉兩端引物,將其331 bp片段和主要SFGR的相應(yīng)基因進行同源性比較,結(jié)果與Rikettsiaraoultii和Rikettsiasibirica同源性均為98.50%;與Rikettsiaheilongjiangsis和Rikettsiajaponica同源性均為98.20%。
圖1ompA基因的PCR擴增
Fig.1PCRamplifiedompAgenesintheticks
M: DNA maker (DL2000); 1: Positive control;
2: Negative control; 3, 4, 6: PCR positive;
5: PCR negative.
圖2gltA基因的PCR擴增
Fig.2PCRamplifiedgltAgenesintheticks
M: DNA maker (DL2000); 1: Positive control;
2: Negative control; 4, 6: PCR positive;
3, 5: PCR negative.
2.3核苷酸序列聚類分析 從圖3ompA基因聚類分析可見,XK-36和Rikettsiasp.JL-02株分類一致和Rikettsiaraoultii株、蒙大拿立克次體與馬賽立克次體同屬一支。從圖4gltA基因聚類分析可見,XK-36和Rikettsiaraoultii和Rikettsiasibirica比較接近,然并非同一支。
圖3XK-36與SFGRompA核苷酸序列聚類分析
Fig.3PhylogeneticanalysisofnucleotidesequencesofexanimatedXK-36ompAgene
圖4XK-36與SFGRgltA核苷酸序列聚類分析
Fig.4PhylogeneticanalysisofnucleotidesequencesofexanimatedXK-36gltAgene
東北地區(qū)生態(tài)環(huán)境和氣溫條件適宜節(jié)肢動物和嚙齒動物生長, 是我國最早發(fā)現(xiàn)的SFGR自然疫源地。該地區(qū)蜱類豐富,優(yōu)勢蜱種為森林革蜱、嗜群血蜱、日本血蜱、全溝硬蜱及長角血蜱,已從前三者分離到2種SFGR—R.sibirica和R.heilongjiangsis[3-5]。
本次調(diào)查證明,黑龍江遜克地區(qū)森林革蜱 SFGR 檢出陽性率為23.33%,具有較高的帶毒率, 雄性和雌性蜱檢出陽性率無差異,說明該地區(qū)存在蜱傳斑點疫源地。同源性比較與聚類分析結(jié)果表明, XK-36ompA基因序列與Rikettsiasp.JL-02同源性達99.30%,而與我國分離的R.heilongjiangsis、R.sibirica和R.mongolotimonae差異較大。gltA同源性分析顯示, XK-36和R.raoultii和R.sibirica比較接近。
Rikettsia. sp. JL-02系從吉林長白山森林革蜱檢測出(2003),它和前蘇聯(lián)西伯利亞地區(qū)草原革蜱(D.nutallii)檢出的新基因型Rikettsiasp.DnS14的ompA基因序列完全一致[7-9]。由于Rikettsiasp.DnS14首次檢出于西伯利亞地區(qū)草原革蜱(1999),Rikettsiasp.JL-02和XK-36分別從我國吉林省長白山地區(qū)和黑龍江流域遜克地區(qū)森林革蜱檢測到,三者同屬于東北亞地區(qū),有著相似的地理環(huán)境和蜱種群分布,推測XK-36與Rikettsiasp.JL-02和Rikettsiasp.DnS14屬于同一基因型。Roux[10]基于rrs基因序列比較,把Rikettsiasp.JL-02與R.heilongjiangsis和R.japonica歸屬于同一簇。以序列比較建立的聚類分析是來自某一基因片段,有時部分基因序列是無法代表整個基因序列。Fournier等人[11]提出了基于基因序列比較的立克次體新種定義標準,采用多個基因綜合比較分析的方法。因此獲得病原體,將有利于從病原學、流行病學及分子生物學作進一步研究。
分子生物學技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,促進了蜱媒傳染病的自然疫源地調(diào)查研究水平, 通過以蜱為目標, 探索和發(fā)現(xiàn)已知或未知的病原體,及病原體、蜱與疾病的關(guān)糸。本次調(diào)查以PCR檢測與序列分析,表明黑龍江流域遜克地區(qū)森林革蜱攜帶與Rikettsiasp.JL-02基因型一致的SFGR, 該地區(qū)存在斑點熱疫源地。擴大調(diào)查范圍,增加檢測蜱樣本數(shù)量、蜱種與測序樣本數(shù)量,可為斑點熱疫源地的證實提供更可靠依據(jù)。
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