肖朋朋 ,李成輝 ,張金勇 ,韓繼成 ,郭曉芳,周紅寧 ,魯會軍 ,金寧一
(1. 延邊大學醫(yī)學院,吉林延吉 133002;2.軍事科學院軍事醫(yī)學研究院軍事獸醫(yī)研究所,吉林長春 130122;3. 云南省寄生蟲病防治所,云南普洱 665000)
乙型腦炎(Japanese encephalitis,JE)由乙型腦炎病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)感染引起,在亞洲和太平洋地區(qū)廣泛流行[1-3],每年約有3.5萬~5萬人感染,1萬~1.5 萬人死亡[1-3],且50%的患者出現(xiàn)后遺癥[4-6]。全球近300萬人暴露在JE流行地區(qū)[2-3]。由于流行地區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展,JE發(fā)病率不斷增加[7]。云南省南部地區(qū)被北回歸線貫穿,地形地貌獨特,具有熱帶、亞熱帶氣候特點,終年平均溫度在20 ℃左右,平均降水量約8 mm/d,利于蚊類滋生和繁殖,全年均有蚊類分布[8-9]。JEV是云南省分布最廣、危害較大的一種蟲媒病毒,主要流行基因I型和III型。在云南省,基因I型最早分離于1977年,1978—2004年的分離株幾乎均為基因III型(1982年分離到基因I型),近十年基因I型成為主要流行型[10]。三帶喙庫蚊為JEV主要傳播媒介[11-12],豬是JEV重要動物宿主[13],從而形成了“豬-蚊蟲-人”的循環(huán)鏈[14]。對蚊攜帶JEV的檢測和調(diào)查,有益于進一步掌握病毒流行情況,及時預警JE流行。
本研究對云南省南部地區(qū)蚊攜帶JEV進行了調(diào)查檢測,對擴增的JEV基因進行了遺傳進化分析,以便為該地區(qū)的JE防治提供參考。
DNA聚合酶、dNTP、ddH2O:從TaKaRa公司購置;引物:吉林省庫美生物科技有限公司合成;RNA提取試劑盒:采購于杭州博日科技有限公司;反轉(zhuǎn)錄試劑M_MLV反轉(zhuǎn)錄酶、RNA酶抑制劑RNasin?:購置于Promega公司。
2016年8—10月,從南部西盟縣(N22o 65',E99o59')、 寧 洱 縣(N23o06',E101o04')、 思 茅區(qū)(N22o79',E100o98')、 景 洪 市(N22o00',E100o77'),采集三帶喙庫蚊、中華按蚊、騷擾阿蚊、白紋伊蚊、達勒姆阿蚊及淡黃藍帶蚊共計6 952只,凍存于液氮中待用。采樣地點分布見圖1。
將6 952只蚊根據(jù)采集地和蚊種合并為69份樣品(表1)。將樣品置于無菌EP管中,加入1 mL樣品研磨液SM buffer,用組織研磨儀,60 Hz 3 min 研磨蚊樣品,12 000×g 離心 20 min,取上清;按照病毒RNA提取試劑盒(產(chǎn)品貨號BSC62M1)說明書提取病毒RNA,進行JEV RTPCR檢測;將DNA目的片段回收測序,對測序正確的樣品進行JEV E基因序列擴增并測序。JEV E基因巢式PCR檢測及擴增引物見表2。
圖1 云南地區(qū)蚊樣品采樣地點分布
表1 蚊種采集數(shù)量及分組
從陽性蚊樣品中擴增JEV E基因序列,用MEGA 7.0軟件對擴增的序列進行比對分析。
來自4個采樣點的69份蚊樣品中,通過RT-PCR檢測,檢出7份JEV陽性樣品,平均陽性率為10.14%。其中,思茅區(qū)和寧洱縣蚊樣品JEV陽性率最高,均為25.00%,景洪市次之,為6.67%,西盟縣最低,為5.26%(表3)。PCR檢測陽性結(jié)果圖譜見圖2。
表2 JEV檢測和E基因擴增引物
表3 蚊樣品JEV檢測
圖2 PCR檢測陽性結(jié)果圖譜
從7份JEV陽性蚊樣品中擴增E基因序列,分別從西盟縣50%(1/2)、寧洱縣100%(2/2)以及思茅區(qū)100%(2/2)陽性蚊樣品中擴增到5條完整的E基因序列(YN2016-1/2/3/4/5)。將這5條E基因序列與22條國內(nèi)外JEV代表株進行比對分析,發(fā)現(xiàn)同源性為98.6%~99.8%,而且均與2009年分離的JEV老撾株同源性最高,為97.3%~98.8%。通過核苷酸變異分析發(fā)現(xiàn),在E基因第1323位核苷酸位點,5條E基因序列首次出現(xiàn)了C堿基替換(圖3);氨基酸變異分析發(fā)現(xiàn),YN2016-1在E蛋白第340位氨基酸位點首次出現(xiàn)了丙氨酸替換(圖4)。
將擴增的5條完整JEV E基因序列(GenBank序列號MG644382-MG644386)與22條國內(nèi)外JEV代表株做進化樹分析,發(fā)現(xiàn)5條E基因序列均屬于基因I型,且與2009年分離的JEV老撾株親緣關(guān)系最近。
圖3 蚊樣品JEV E基因核苷酸變異
圖4 蚊樣品JEV E蛋白氨基酸變異
JE是全球最重要的病毒性腦炎[15-17],因蚊叮咬而傳播,可造成大范圍流行[18-21]。蚊吸血感染JEV后,病毒在蚊體內(nèi)復制,并通過叮咬感染動物和人,完成JEV的循環(huán)鏈傳[22-24]。在過去的50年中,JEV流行地域有擴大趨勢[25-26]。1935年我國首次報道夏季腦炎疫情[27];1940年,JE首次在俄羅斯東部各州被發(fā)現(xiàn)[28];1965年越南北部JE疫情[29]和1969年泰國北部清邁病例相繼被報道[30];1985年斯里蘭卡首次發(fā)生JE流行,造成410人發(fā)病,75人死亡[31]。目前,JE流行于24個國家和地區(qū),均為亞洲和西太平洋地區(qū)國家。全球每年約67 900人發(fā)病(平均發(fā)病率1.8/100 000),其中近75%的患者(51 000)為0~14歲的兒童(平均發(fā)病率5.4/100 000),我國患者約占50%(33 900)[32]。云南省南部地區(qū)位于我國西南邊境地帶,緯度較低,氣候溫暖濕潤,蚊類可越冬生存,利于JEV傳播[33-35]。豬是JEV重要擴散宿主,為蚊傳播JEV提供了便利[36-37]。2012年,梁國棟[32]對我國JEV流行做了詳細整理和分析,為今后JEV研究提供了幫助。本研究針對云南省南部地區(qū)蚊進行JEV檢測,了解了該地區(qū)JEV流行情況,為進一步的JE防控提供了參考。
圖5 蚊樣品JEV E基因系統(tǒng)進化
本研究檢測發(fā)現(xiàn),云南省南部地區(qū)蚊JEV攜帶率為10.14%(7/69),與宋帕[38]的調(diào)查結(jié)果相似(老撾南塔省芒新縣三帶喙庫蚊傳黃病毒陽性率為15.56%),而低于龔道方等[39]對云南省新平縣蚊JEV的調(diào)查結(jié)果(陽性率為8.33%)。從思茅區(qū)、寧洱縣和西盟縣蚊樣品中擴增的5條完整JEV E基因序列均屬于基因I型,且與2009年老撾的JEV分離株親緣關(guān)系最近。徐可樹等[40]研究顯示,JEV E基因變異可導致病毒增殖性降低。分析顯示,YN2016-1在E蛋白第340位氨基酸位點首次出現(xiàn)丙氨酸替換。E基因為JEV毒力基因,該位置變異可影響病毒表面免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)的折疊,進而影響病毒免疫原性[41]。
本研究表明:JEV在云南省南部地區(qū)蚊樣品中存在較高的帶毒率,尤其是思茅區(qū)和寧洱縣,JEV陽性率均高達25.00%,說明這兩個地區(qū)存在較高的JEV傳播風險;JEV毒力基因的變異對該地區(qū)的JE防控可能帶來新的挑戰(zhàn),應注意加強監(jiān)測。