陳晨,任遠(yuǎn),郭妮,鄭月,李育中,唐聰,譚銀珍,李嬌春,王學(xué)付,寸韡,畢研偉
1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所,云南昆明650031;
2.保山中醫(yī)藥高等專科學(xué)校,云南保山678000
腦膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis,Nm)是引起流行性腦脊髓膜炎(簡稱流腦)的病原菌[1]。該病多發(fā)于兒童,人群隱性感染多,發(fā)病率、病死率均較高。Nm可分為13個血清群,能引起侵襲性流腦的菌株多具有完整的莢膜結(jié)構(gòu),包括A、B、C、Y、W135和X群[2]。無癥狀帶菌者是該病的主要傳染源,健康人群帶菌情況與流腦疫情趨勢呈現(xiàn)一定的相關(guān)性[3]。
保山市位于云南省西南部,處于滇西居中,是中國通往南亞、東南亞乃至歐洲各國的必經(jīng)之地,其西北、正南部與緬甸交界,而緬甸等部分東南亞國家尚未將流腦疫苗列為國家常規(guī)接種疫苗,隨著邊境地區(qū)人員遷徙與流動,時有從緬甸輸入流腦病例的報道[4]。保山市近年來腦膜炎奈瑟菌流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)缺乏,因此,本研究選擇保山市作為調(diào)查區(qū)域。
青年人群由于升學(xué)更易出現(xiàn)來自不同地區(qū)人員的學(xué)校聚集,這使得青年人群成為流腦暴發(fā)高危人群,而在中國,流腦疫苗主要針對的接種對象為嬰幼兒及3歲或6歲兒童,本研究選擇在18~22歲健康人群中調(diào)查腦膜炎奈瑟菌攜帶狀況,可為中國青年人接種流腦疫苗提供參考,為今后流腦疫情監(jiān)測提供依據(jù)。
1.1 樣本來源 本次調(diào)查選擇保山市隆陽區(qū)一高校作為調(diào)查點,采用隨機(jī)抽樣的方法,于2020年12月隨機(jī)抽取1 076名18~22歲且處于健康狀態(tài)的學(xué)生采集咽拭子樣本,共采集樣本1 076份。
1.2 參考菌株Nm標(biāo)準(zhǔn)菌株共5株,分別為A、B、C、W135、Y群,由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所保存。
1.3 主要試劑 巧克力雙抗平板(含3.3μg/mL鹽酸萬古霉素和4.2μg/mL硫酸多黏菌素)培養(yǎng)基購自廣東環(huán)凱微生物科技有限公司(貨號:J0612Y);Taq DNA聚合酶等購自康為世紀(jì)生物科技有限公司(貨號:CW0655M)。
1.4 采樣及培養(yǎng) 受試者簽署知情同意書后采集咽拭子標(biāo)本,立即接種于巧克力雙抗平板,37℃,5%CO2條件下培養(yǎng)24~48 h。
1.5 分離鑒定 挑取圓形,光滑,濕潤,中央凸起,邊界清晰,無色或灰色,不透明的菌落,轉(zhuǎn)接于新的巧克力雙抗平板,再次培養(yǎng)24 h,同時將標(biāo)準(zhǔn)菌株(B群)平板劃線,在相同條件下培養(yǎng)作為陽性對照;挑取菌落,溶解至1 mL PBS(pH 7.4)中,制備為菌懸液,取少量菌懸液,滴加至載玻片上進(jìn)行革蘭染色,取B群標(biāo)準(zhǔn)菌株平板上菌落作為陽性對照,雙球形的菌株進(jìn)行PCR鑒定和分群。
1.6 PCR鑒定和分群 挑取單菌落為模板進(jìn)行PCR檢測。首先對流腦通用基因莢膜轉(zhuǎn)運(yùn)基因(crgA)和銅-鋅超氧化物歧化酶基因(sodC)進(jìn)行擴(kuò)增,確定為Nm陽性菌落;再對各血清群特異性基因進(jìn)行擴(kuò)增,以確定血清群。擴(kuò)增體系為:2×taq DNA聚合酶預(yù)混液5μL,引物(10μmol/L)各0.2μL,模板0.2μL,無菌水加至10μL。以標(biāo)準(zhǔn)菌株(B群)的crgA和sodC基因作為陽性對照,無菌水作為陰性對照。反應(yīng)條件:95℃10 min;95℃30 s,56℃30 s,72℃1 min,共29個循環(huán);最后72℃延伸5 min。引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成,引物序列、靶基因及擴(kuò)增片段長度見表1[5]。
1.7 統(tǒng)計學(xué)分析 采用Excel軟件對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入整理,計算帶菌率,分析各血清群分布情況。
表1 引物序列、靶基因及擴(kuò)增片段長度Tab.1 Primer sequence,target gene and lengths of amplified fragments
2.1Nm菌株的分離鑒定 咽拭子樣本接種于巧克力雙抗平板后培養(yǎng)24~48 h,Nm陽性菌株可生長為濕潤,略帶灰色半透明的圓形菌落,見圖1。挑取單菌落進(jìn)行革蘭染色鏡檢,可鑒定為紅色,雙球形的革蘭陰性菌,見圖2。
圖1 咽拭子樣本涂板后培養(yǎng)24 hFig.1 Pharyngeal swab samples spread and cultured for 24 h
圖2 細(xì)菌培養(yǎng)后經(jīng)革蘭染色鏡檢(×100)Fig.2 Microscopy of bacterial culture after Gram staining(×100)
2.2 血清學(xué)分群PCR檢測結(jié)果顯示,Nm陽性菌株可見crgA和sodC基因條帶,見圖3。陽性菌株經(jīng)血清學(xué)分群,A群可見400 bp的orf-2基因條帶,B群可見180 bp的synD基因條帶,C、Y、W135群分別可見250、120和120 bp的siaD基因條帶,X群可見120 bp的ctrA基因條帶,見圖4。
2.3 調(diào)查結(jié)果1 076份咽拭子樣本中,經(jīng)細(xì)菌培養(yǎng)和PCR檢測共鑒定出Nm陽性樣本17份,帶菌率為1.58%,其中B群菌株14份,C群菌株2份,X群菌株1份。
圖3 Nm crgA(A)和sodC(B)基因的PCR產(chǎn)物電泳圖Fig.3 Electrophoretic profile of PCR products of Nm crgA(A)and sodC(B)genes
圖4 Nm特異性分群基因PCR產(chǎn)物電泳圖Fig.4 Electrophoretic profile of PCR products of Nm specific clustering genes
Nm所導(dǎo)致的流腦是一種急性的呼吸道感染疾病,臨床診斷通常以出現(xiàn)發(fā)熱、嘔吐、頭痛為依據(jù),該病多發(fā)于兒童,起病急,人群隱性感染多,發(fā)病率和病死率均較高。對于健康人群流腦的攜帶情況進(jìn)行調(diào)查,可有效監(jiān)測流腦的流行趨勢,及時采取措施,有效預(yù)防流腦疫情發(fā)生。目前對流腦的實驗室檢測方法較多,包括細(xì)菌分離培養(yǎng)、免疫學(xué)檢測、普通PCR檢測、Real-time PCR檢測等。PCR是一種較常用的檢測方法,具有靈敏度較高,檢測快速,準(zhǔn)確的優(yōu)點,前期通過對于實驗方法的探索,證實PCR法對于流腦檢出的靈敏度可達(dá)1 copy/mL。其中細(xì)菌分離培養(yǎng)的方法雖繁瑣且耗時長,咽拭子標(biāo)本若不及時涂板,易導(dǎo)致標(biāo)本失效,但這種方法可通過平板擴(kuò)增,使菌種得以保留,為后續(xù)流腦疫苗的進(jìn)一步研究提供材料。由于正常人群口腔中有葡萄球菌、鏈球菌、大腸埃希菌、白色念珠菌等幾百種細(xì)菌類型,咽拭子接種于抗性巧克力平板,平板上生長的菌群類型相較于無抗性的平板更單一,更有利于篩選出Nm,因此,本研究采用了含雙抗的巧克力平板,提高了檢出概率。同時,聯(lián)合PCR法準(zhǔn)確確定了樣本中攜帶的Nm的血清型。crgA和sodC基因是Nm保守的調(diào)控基因,可用于陽性菌株的鑒別,但不能用于血清學(xué)分群。編碼唾液酸轉(zhuǎn)移酶的siaD基因?qū)τ诓煌迦旱腘m具有特異性,因此可用于NmB、C、Y、W135等血清群的分群,A群Nm的莢膜多糖不是唾液酸,因此對于A群Nm莢膜表達(dá)基因的第2個ORF序列進(jìn)行擴(kuò)增,可特異性地檢出A群Nm。
中國曾在1959、1967、1977和1985年發(fā)生了4次流腦大流行[2],1980年以來,A群流腦多糖疫苗開始在我國接種,使得流腦暴發(fā)率顯著降低,自2008年《擴(kuò)大免疫規(guī)劃實施方案》實施,流腦疫苗作為免費一類疫苗,接種人群大幅增加,但2008年以前出生的人群大多無流腦疫苗免疫史,有必要對這類人群進(jìn)行流腦帶菌率調(diào)查,有效預(yù)測流腦傳播和暴發(fā)趨勢。本次調(diào)查結(jié)果顯示,保山市18~22歲健康人群中Nm攜帶率為1.58%,與新疆等中國其他地區(qū)報道的調(diào)查數(shù)據(jù)相比[6],保山市健康青年人群Nm攜帶率處于較低水平。
中國歷史上流行的流腦菌株以A群為主[6],由于A群和A+C群Nm疫苗的廣泛使用,A、C群流腦病例呈持續(xù)下降趨勢,由于B群流腦疫苗尚未廣泛接種,目前中國流腦血清群分布以B群為主[7]。云南省近年來在健康人群中發(fā)現(xiàn)的Nm菌群有A、B、C群,人群抗體水平不高,對流腦的免疫力較弱[8]。在本次調(diào)查中,B群在Nm陽性樣本中所占比例最高,C群次之,未發(fā)現(xiàn)A群Nm陽性樣本,這與文獻(xiàn)報道一致[7]。另外,本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)1例X群陽性樣本,這是首次在云南省健康人群中分離出X群流腦菌株。X群Nm自20世紀(jì)90年代以來在非洲流行[9-10],中國少有X群Nm的報道[11],此次分離出X群陽性菌株,表明X群Nm在中國西南地區(qū)已出現(xiàn),因此,關(guān)注流腦菌群變遷,加強(qiáng)監(jiān)測,及按計劃接種流腦疫苗仍今后流腦防控工作的關(guān)鍵。