周 珺,熊 英,龔 甜,李健雄
(江西省疾病預防控制中心,江西南昌330029)
江西省水痘-帶狀皰疹病毒基因特征研究
周 珺,熊 英,龔 甜,李健雄
(江西省疾病預防控制中心,江西南昌330029)
目的了解江西省2010至2013年流行的水痘-帶狀皰疹病毒的基因型別。方法選取2010年至2013年南昌市的水痘-帶狀皰疹臨床診斷病例,采集皰疹液和(或)咽拭子標本,提取水痘病毒DNA,對病毒基因組的ORF22區(qū)及ORF68區(qū)進行擴增、測序和分析,將測序結果與GeneBank的VZV參考株的基因序列進行比較。結果采集到的84份標本中共有55份檢測到水痘-帶狀皰疹病毒核酸;ORF22區(qū)的測序結果經與水痘帶狀皰疹病毒J基因型的代表株p-Oka株及水痘疫苗代表株v-Oka株的基因序列進行對比,發(fā)現(xiàn)6個關鍵位點完全相同;對ORF68區(qū)的測序結果進行比對并未發(fā)現(xiàn)任何突變。結論江西省2010-2013年流行性的水痘-帶狀皰疹病毒均為J基因型。
水痘-帶狀皰疹病毒(VZV);測序;基因型
水痘-帶狀皰疹病毒(Varicella-Zoster Virus,VZV)是引起常見疾病水痘及帶狀皰疹的病原體,初次感染人體可引起水痘,而后可以長期潛伏在人體內,當機體免疫力下降時,病毒會再度感染人體,形成帶狀皰疹。此外,水痘是一種常見的兒童呼吸道傳染病,每年在全世界引起大量的兒童發(fā)病。
VZV是一種DNA病毒,全基因組共12.5萬個堿基,71個開放讀碼框(Open Reading Frame,ORF),編碼80個蛋白質。VZV只有一個血清型[1],但不同毒株之間在基因序列上存在差異。近年來從基因水平上來探討不同VZV毒株之間的差異并通過基因序列分析來對病毒進行分型成為國際上VZV研究的熱點[2]。本研究將選取水痘-帶狀皰疹病毒基因組中的ORF22及ORF68區(qū)進行基因擴增及序列分析,通過與水痘-帶狀皰疹病毒的幾種基因型代表株對應區(qū)域的序列進行比對,確定我省近幾年流行的水痘-帶狀皰疹的主要基因型。
1.1 標本來源從2010年至2013年,在江西省兒童醫(yī)院及南昌市高新區(qū)醫(yī)院選擇臨床診斷為水痘或帶狀皰疹的病人采集皰疹液和(或)咽拭子標本,共84份,所有標本采集后均置于-70℃冷凍保存。
1.2 實驗方法
1.2.1 主要試劑與儀器主要試劑:DNA提取試劑盒QIAmp DNA Mini kit(德國Qiagen公司,51306),DNA擴增試劑盒GoTaq Green Master Mix (Promega公司,0000031171),水痘病毒減毒活疫苗(長春祈健生物制品有限公司,201301008),瓊脂糖(上海生工,AB0016H-250G),GOLD VIEW染料(Solarbio,G8140)。
主要儀器設備:PCR擴增儀PTC-200(美國Bio-Rad),凝膠電泳儀(北京六一),全自動凝膠成像儀(VILBER LOURMAT)。
1.2.2 PCR擴增按照QIAmp DNA Mini kit試劑盒的說明書操作對原始標本提取病毒核酸,使用特異性引物擴增病毒基因組的ORF22及ORF68區(qū),引物序列:ORF22區(qū)引物F:GGGTTTTGTATGAGCGT TGG,R:CCCCCGAGGTTCGTAATATC[3];ORF68區(qū)引物F:AGAACGCACACGAACACCAT,R:TCCGCT TCCTTCTTACCTTG[4]。擴增體系按擴增試劑盒試劑說明書操作;擴增反應條件為:95℃5min,94℃30s,55℃30s,72℃1min,共35個循環(huán),最后72℃10min。取水痘疫苗以同樣的方法進行PCR擴增,作為對照。取擴增產物8μl,1.5%瓊脂糖凝膠在120V電泳30min,在自動凝膠成像儀上觀察結果。
1.2.3 產物序列測定和分析對擴增產物進行序列測定(由上海生工公司完成)。核苷酸序列采用DNAStar5.0、Mega5.2序列分析軟件進行分析;與在GenBank中收錄的E基因型代表株歐洲水痘代表株Dumas株(GenBank NO.X04370),J基因型代表株日本流行株p-Oka株(GenBank NO.AB097933)、疫苗推薦代表株v-Oka株(GenBank NO. AB097932)及M2基因型代表株DR株(GenBank NO.DQ452050)的序列進行比對。
圖2 21份標本中病毒與各基因型代表株核苷酸序列比較示意圖
2.1 原始標本檢測結果所有84份原始標本經ORF22區(qū)引物擴增(擴增產物大小約為447bp)瓊脂糖凝膠電泳后共檢測到55份陽性;ORF68區(qū)引物(擴增產物大小約為498bp)的檢測結果與ORF22區(qū)引物的檢測結果完全相同。
2.3 序列分析結果ORF22區(qū)測序比對結果:對所有擴增陽性的產物進行測序,但因為有些產物濃度不夠,最后得到21份不同標本中病毒ORF22區(qū)的部分核苷酸序列。參考株J基因型p-Oka株及v-Oka株在37902、38019、38055、38081、38177、38229這6個位點的堿基分別為G、G、C、C、A、A,而這21份標本在這6個位點的堿基與參考株完全一致(見圖2黑框處),說明這21份標本中的病毒皆為J基因型。
ORF68區(qū)測序比對結果:對所有擴增陽性的產物進行測序,但因為有些產物濃度不夠,最后得到24份不同標本中病毒ORF68區(qū)的部分核苷酸序列。所測得的24個ORF68部分區(qū)域的核苷酸序列與Dumas株和Oka株序列完全一致,即表明這些VZV的糖蛋白E未發(fā)現(xiàn)類似北美2MSP株或2BC株的堿基突變。
水痘-帶狀皰疹病毒(Varicella-Zoster Virus,VZV),又稱3型人類皰疹病毒,是水痘及帶狀皰疹的病原體,在初次感染人體時癥狀通常表現(xiàn)為皮膚上出現(xiàn)含有液體的皰疹即為水痘,而病毒在原發(fā)感染后能潛伏在宿主的感覺神經節(jié)內,當機體免疫力降低時病毒可再次激活可以引起疼痛性的皮膚疾病即帶狀皰疹[5]。
VZV的基因組為DNA,有12.5萬個堿基,但只有一個血清型。近年來,國際上多通過對病毒的基因序列進行分析來對病毒進行基因分型。經過許多科學家的研究,發(fā)現(xiàn)VZV的基因組中有許多SNP位點,通過不同的排列組合,可以將VZV分為若干個基因型。SNP即單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide Polymorphism,SNP),而SNP位點是指基因組DNA中因為單個核苷酸變異引起的DNA序列的改變,包括轉換、插入、缺失等多種形式,但這種單個核苷酸變異在群體中發(fā)生的頻率要大于1%時才能被認為是SNP[6],以免一些罕見的基因突變被認為是SNP。在以往的研究中已經從VZV基因組中發(fā)現(xiàn)了至少58個SNP位點[7]。Loparev VN等[8,9]在對病毒ORF22區(qū)的基因進行測序分析后發(fā)現(xiàn)病毒基因組中的ORF22區(qū)在37837-38283位點之間有6個點可準確的將病毒分為E、J、M1和M2等幾個基因型。這6個位點分別為37902、38019、38055、38081、38177和38229;其中E基因型在這6個位點的堿基依次為A、G、T、A、G、A,代表株為Dumas株;J基因型在這6個位點則依次為G、G、C、C、A、A,代表株為p-Oka株;M1基因型在這6個位點依次為A、G、T、C、G、A,代表株為CA123株;M2基因型則又分為3個亞型,也是依據(jù)這6個位點的堿基不同而進行分型。
本研究所采集的標本經在ORF22特定區(qū)域進行PCR擴增及測序并與參考株進行比對分析后發(fā)現(xiàn):本次研究所采集的標本中的VZV病毒均為J基因型。因水痘-帶狀皰疹病例的臨床癥狀較典型,需要進行實驗室病原學確診率的幾率低,且目前未被列入我國的法定報告?zhèn)魅静?,故此我國的VZV研究較少,各地流行的基因型也不太明確。在筆者查到的文獻中,有Loparev VN等[8]2004年從中國的南方(廣東等地)收集的3份標本中的病毒為M基因型,從中國北方(山東等地)收集的3份標本中的病毒為E基因型;楊吉星等[10]2008年收集的上海地區(qū)1份標本及李崇山[4]等2009年收集的3份標本中病毒的基因型均為J基因型;周小勇等[11]2009年收集的武漢地區(qū)78株VZV基因型也為J基因型;馬睿等[12]2009-2010年收集的寧波地區(qū)15份標本中有13株VZV為J基因型,另2株為M1基因型;王艷等[13]2012年在遼寧省收集到的3份臨床標本中的病毒均為J基因型;陳婷婷等[14]在福建省2011-2012年收集的44份VZV毒株也均為J基因型;甘霖等[15]在合肥地區(qū)收集的44株毒株也均為J基因型。本研究首次在江西省連續(xù)收集水痘的臨床標本對其中的病毒進行基因分析,發(fā)現(xiàn)近幾年在江西省流行的VZV也都為J基因型。綜合文獻查閱的結果可見,我國近年來大部分地區(qū)流行的VZV基本都為J基因型,可能也有E和M基因型的流行。此外,曾有研究通過對ORF68區(qū)域的測序結果發(fā)現(xiàn)北美株2MSP和2BC中有點突變[4],而本研究沒有發(fā)現(xiàn)類似的該突變。要充分掌握我國VZV的流行趨勢及分子進化方向,有待更多的研究者在全國更為廣泛的地區(qū)收集更多的標本,進行持續(xù)而更加全面的研究。
[1]許松濤.水痘[J].中國疫苗和免疫,2009,15(1):78-82.
[2]Quinlivan M,Breuer J.Molecular studies of varifcella-zoster virus [J].Rev Med Virol,2006,16(4):225-250.
[3]Loparev VN,A rgaw T,Krause PR,et al.Improved identification and differentiation of varicella-zoster virus(VZV)wild-type strains and an attenuated varicella vaccine strain using a VZV open reading frame 62 based PCR[J].J Clin Microbiol,2000,38(9):3156-3160.
[4]李崇山,魯禮瑞,陸菁,等.水痘-帶狀皰疹病毒基因特征分析[J].疾病監(jiān)測,2009,24(3):168-171.
[5]江龍鳳,甘霖,陳敬賢,等.水痘-帶狀皰疹病毒的基因分型與分子進化[J].病毒學報,2012,28(5):584-590.
[6]Kruglyak L.The use of a genetic map of biallelic markers in linkage studies[J].Nat Genet,1997,17(1):21-24.
[7]Sengupta N,Taha Y,Scott FT,et al.Varicella-zoster virus genotypes in East London:aprospective study in patients with herpes zoster[J].J Infect Dis,2007,196(7):1014-1020.
[8]Loparev VN,Gonzalez A,Deleon-Carnes M,et al.Global indentification of three major genotypes of varicella-zoster virus:longitudinal clustering and strategies for genotyping[J].J Virol,2004,78 (15):8349-8358.
[9]Loparev VN,Rubtcova EN,Bostik V,et al.Identification of five major and two minor genotypes of varicella-zoster virus strains:apractical two amplicon approach used to genotype clinical isolates in Austalia and New Zealand[J].J Virol,2007,81(23):12758-12765.
[10]楊吉星,居麗雯,施強.上海地區(qū)水痘帶狀皰疹病毒基因型研究[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志,2008,18(2):223-224.
[11]周小勇,曾志良,馮永芳.武漢地區(qū)水痘帶狀皰疹病毒基因型分析[J].中華皮膚科雜志,2009,42(10):688-690.
[12]馬瑞,許國章,李翔,等.寧波市水痘-帶狀皰疹病毒流行株基因分型[J].中國公共衛(wèi)生,2012,28(5):659-660.
[13]王艷,馬艷,韓悅,等.遼寧省水痘-帶狀皰疹病毒基因型分析[J].中國公共衛(wèi)生,2012,28(1):76-78.
[14]陳婷婷.福建地區(qū)水痘-帶狀皰疹病毒臨床分離株基因型分析[M].福州:福建醫(yī)科大學,2012.
[15]甘霖.水痘-帶狀皰疹病毒臨床分離株基因特征分析[M].合肥:安徽醫(yī)科大學,2010.
Varicella Zoster Virus Gene Characteristics of Jiangxi province
ZHOU Jun,XIONG Ying,GONG Tian,LI Jianxiong.Center for Disease Control and Prevention of Jiangxi Province,Nanchang 330029,China.
Objective To understand the genotype of varicella zoster virus(VZV)in Jiangxi province from 2010 to 2013. Methods The herpes fluid and/or throat swab specimens were collected from 84 patients clinically diagnosed with varicella zoster in Nanchang from 2010 to 2013,extract DNA from the specimens,amplify ORF22 area and ORF68 area of the virus genome,sequencing,analyze,and compare the sequencing results with VZV reference strains gene sequences in GeneBank.Results There are 55(65.48%)specimens have been detected varicella zoster virus nucleic acid;the sequencing results of ORF22 area compared with representative strains p-Oka and v-Oka of J genotype were found the 6 key sites are exactly the same;the sequencing results of ORF68 area have been found no mutation.Conclusion The epidemic genotype of varicella zoster virus in Jiangxi province from 2010-2013 is J type.
Varicella zoster virus(VZV);Sequencing;Genotype
R752.1+2,Q523,R446.62
A
1674-1129(2017)01-0014-03
10.3969/j.issn.1674-1129.2017.01.004
2016-08-11;
2017-01-11)
江西省衛(wèi)生廳科技計劃課題,編號:20112001;本研究為國家“十一五”科技重大專項“艾滋病和病毒性肝炎等重大傳染病防治”課題《湖北及周邊省傳染病病原譜流行規(guī)律研究》(2009ZX10004-207)的子課題。
周珺,1985年生,主管技師,主要從事病毒病原學的研究。E-mail:94396465@qq.com