疾病监测  2017, Vol. 32 Issue (6): 500-503

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亚红祥, 张云智
YA Hong-xiang, ZHANG Yun-zhi
云南省不明原因发热患者恙虫病东方体实验室检测分析
Laboratory detection of Orientia tsutsugamushi in patients with fever of unknown origin in Yunnan province, China
疾病监测, 2017, 32(6): 500-503
Disease Surveillance, 2017, 32(6): 500-503
10.3784/j.issn.1003-9961.2017.06.014

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收稿日期:2017-01-23
云南省不明原因发热患者恙虫病东方体实验室检测分析
亚红祥, 张云智    
云南省地方病防治所/云南省自然疫源性疾病防控技术重点实验室, 云南 大理 671000
摘要目的 对云南省不明原因发热患者进行恙虫病东方体检测与分析。方法 应用间接免疫荧光方法(IFA)和PCR(nPCR)法对不明原因发热患者分别进行恙虫病东方体(Ot)IgG抗体和sta56基因检测及其基因序列测定分析。结果 在79例发热患者中,Ot IgG抗体阳性率48.10%,Ot核酸阳性率3.80%。基因序列分析显示序列12-17与日本O3株同源性最高为99.8%,序列12-9与中国台湾KM05、TW45R等株的同源性最高均为99.8%,序列11-6与中国台湾KM05、TW45R等株的同源性最高均为100%。进化树分析显示序列12-17、12-9和11-6均为Karp型Ot结论 云南省恙虫病患者中存在Karp型Ot感染,其基因进化来源可能复杂。
关键词恙虫病    恙虫病东方体    实验室检测    基因序列分析    云南省    
Laboratory detection of Orientia tsutsugamushi in patients with fever of unknown origin in Yunnan province, China
YA Hong-xiang, ZHANG Yun-zhi    
Yunnan Institute of Endemic Diseases Control and Prevention/Yunnan Key Laboratory of Natural Focus Disease Control and Prevention, Dali 671000, Yunnan, China
Corresponding author: YA Hong-xiang, E-mail:yahongxiang@163.com.
Abstract: Objective To investigate the natural infection of Orientia tsutsugamushi in patients with fever of unknown origin in Yunnan, China. Methods Blood samples were collected from the patients with fever of unknown origin for the detection of antibody (Ab) of Ot with IFA and amplification and sequencing of partial sta56 segment of Ot with nested-polymerase chain reaction (nPCR), the homology with other known sequences were analyzed. Results In 79 patients with fever of unknown origin, the sero-positive rate was 48.10% for IgG antibody and 3.80% for sta56 gene of Ot.Sequence analysis showed that sequence 12-17 shared higher nucleotide homology (99.8%) with O3 strains from Japan, sequence 12-9 shared high nucleotide homology with some Taiwan Ot strains, such as KM05 and TW45R, all reaching up to 99.8% and sequence 11-6 shared high nucleotide homology with some Taiwan Ot strains, such as KM05 and TW45R, all reaching up to 99.8%.Phylogenetic analysis showed that sequences 12-17, 12-9 and 11-6 all belonged to Karp genotype of Ot. Conclusion There was Karp genotype Ots causing scrub typhus in Yunnan, and their origins might be complex in genetic evolution.
Key words: Scrub typhus     Orientia tsutsugamushi     Laboratory detection     Gene sequence analysis     Yunnan province    

恙虫病(tsutsugamushi disease)又称丛林斑疹伤寒(scrub typhus),是由携带恙虫病东方体(Orientia tsutsugamushi,Ot;原称恙虫病立克次体,Rickettsial tsutsugamushi)的恙螨幼虫叮咬而传播的一种自然疫源性疾病[1-2]。其传染源主要为鼠类。主要表现为突发高热、虫咬处溃疡或焦痂、淋巴结肿大、皮疹以及多器官损害,严重者可致死亡[2-3]。该病广泛流行于亚太地区[4],我国较为严重,特别是近些年我国流行范围不断扩大,病例数呈现上升趋势[5-6]。云南省为恙虫病流行的主要省份,近年该病病例数较多,然而云南省有关恙虫病更多的流行情况还停留于20世纪的调查资料[7-8]。为进一步提高对本病的认识,笔者在全省范围内对2010—2013年各医疗机构送检的不明原因发热患者进行了实验室检测与分析,结果如下。

1 材料与方法1.1 样本来源与病例诊断

2010—2013年收集到各医疗机构送检的患者(不明原因发热≥4 d,体温≥38 ℃,1~3周内到过野外,用抗生素后无明显好转)血液标本79份,分离出的血清用于抗体检测,血块用于核酸提取,并收集病例资料。根据恙虫病预防控制技术指南[9],结合患者临床发病情况和实验室检测结果进行综合分析,IFA检测Ot IgG抗体效价≥1:64的患者为临床诊断病例,而IgG抗体效价≥1:256和核酸检测阳性为实验室确诊病例。

1.2 主要试剂与仪器

DNA提取试剂盒(Qiagen公司)、GoTaqGreen Master(2×)试剂盒(Promega公司)、Ot抗原片(Scimedx公司)、荧光素标记的羊抗人IgG抗体(KPL公司)、DNA Marker DL 2000(大连宝生物公司)、荧光显微镜(Nikon公司)、PCR仪(Biometra TProfessional)。

1.3 间接免疫荧光试验(IFA)

用PBS从1:16开始对被检样本血清作系列稀释至1:1 024,将各稀释度血清、阴性对照、阳性对照分别加到Ot抗原片孔内,放入湿盒置37 ℃孵育45 min,用PBS洗片3次,每次1~2 min,吹干,加入荧光素标记的羊抗人IgG抗体,放入湿盒置37 ℃孵育30 min,用PBS洗片3次,每次1~2 min,吹干,荧光显微镜下观察结果。荧光明亮,呈黄绿色,病原体均匀分布,即可判定该滴度为阳性。

1.4 巢式PCR(nPCR)检测

用研磨器研磨血块,取100 μl样品用DNA提取试剂盒提取总DNA,应用文献[10]中的引物及条件对Ot sta56基因进行扩增,引物由上海生工生物工程有限公司合成。PCR反应总体积为25 μl,应用GoTaqGreen Master Mix(2×)试剂盒进行2次PCR扩增,以无菌水作为阴性对照。第1次扩增时取5 μl被检标本DNA为模板,第2次扩增时取第1次扩增产物1 μl作为模板。取2次PCR产物用1.5%琼脂糖凝胶检测,DNA标准为DL 2000,加样量5 μl/孔,扩增目的片段481~507 bp。

1.5 DNA序列测定及分析

PCR阳性产物送上海生工生物工程有限公司进行序列测定。将所得到的序列通过Internet网进入美国国家生物技术信息中心(www.ncbi.nlm.nih.gov)站点后,利用BLAST工具以及采用DNAstar中的MegAlign软件对序列进行同源性比较,运用Mega 6.06软件Neighbor-joinjing法(Bootstrap值设定为1 000) 构建系统进化树。

2 结果2.1 病例资料

2010—2013年共收集79份病例资料,均有发热,体温在38~41 ℃,呈弛张热型,持续或不间断发热4~26 d,有全身酸痛或乏力者34例、肝脾肿大者6例,有些病例还伴有畏寒、寒战、食欲减退、结膜充血、皮疹、咳嗽、咳痰、尿少等;焦痂或溃疡者9例,其中左腋窝2例、右腋窝2例、腰部1例、左膝窝1例、右膝窝1例、前胸1例、眼睑1例。2010—2013年病例数分别为17、14、33和15例。农民55例、学生10例、其他和职业不详14例。男女性别比为1.08:1,年龄在8~71岁。发病于夏秋季的有48例、冬春季的有31例。患者患病前1~3周均有田间劳作或野外活动史,一些居民区可见鼠类活动。患者均给予青霉素类或头孢菌素类抗生素等治疗无好转。

2.2 IFA与nPCR检测

对79例发热患者分别进行IFA Ot IgG抗体和PCR Ot sta56基因检测,结果抗体效价≥1:64的有38份,阳性率48.10%;sta56基因检测阳性3份(样本11-6、12-9和12-17),阳性率3.80%,见表 1

表 1 云南省79例不明原因发热患者IFA和nPCR检测结果 Table 1 Results of IFA and nPCR test in 79 patients with fever of unknown origin
项目IFA检测IgG抗体滴度(1:) 阳性率(%)
641282565121 024
IgG阳性数14744948.10
核酸阳性数100023.80
2.3 恙虫病病例诊断

在79例发热患者中,恙虫病患者38例,临床特征见表 2。其中实验室确诊病例18例(17例IgG抗体效价≥1:256和1例核酸阳性),临床诊断病例20例。38例恙虫病患者中,滇西地区(大理市31例、保山市1例)占84.21%、滇中地区(楚雄市2例、昆明市1例)占7.89%、滇南地区(普洱市1例)占2.63%、不详2例。全年均有发病,以夏秋季为主(29例),占76.32%,其中8月最多(10例),占26.32%。男女性别比为0.81:1(17/21)。农民27例,占71.05%;学生4例,占10.53%,其他7例,占18.42%。0~14岁儿童占7.89%,15~64岁青壮年占86.84%,≥65岁老年人占5.26%。

表 2 38例恙虫病患者主要临床特征 Table 2 Main clinical characteristics of 38 scrub typhus patients
主要临床特征发病例数百分比(%)
发热38100.00
疲劳或乏力2257.89
呼吸道症状1231.58
头痛1026.32
焦痂或溃疡923.68
肝脾肿大718.42
肾功能损伤615.79
恶心或呕吐513.16
胸腔积液37.89
皮疹25.26
意识障碍25.26
2.4 sta56基因序列分析

根据Ot sta56基因部分序列应用MegAlign软件将测序获得的样本序列(465 bp)与GenBank中已知参考菌株序列进行同源性比较,结果序列12-17、11-6和12-9株的同源性在94.3%~99.8%。序列11-6与中国台湾KM05、TW45R株的同源性最高均为100%,与Karp株的同源性93.2%,与Boryong株的同源性92.2%,与中国Neimeng-65株的同源性79.1%,与Kato株的同源性74.2%。序列12-9与中国台湾KM05、TW45R株的同源性最高均为99.8%,与Karp株的同源性93.0%,与Boryong株的同源性92.0%,与中国Neimeng-65株的同源性78.9%,与Kato株的同源性74.0%。序列12-17与日本O3株和中国台湾OI06-2、OI07、MZ01-1的同源性最高均为99.8%,与Karp株的同源性97.5%,与Boryong株的同源性91.8%,与中国Neimeng-65株的同源性79.1%,与Kato株的同源性72.7%。

2.5 系统进化树分析

根据Ot sta56基因部分序列(465 bp)进行系统进化树分析,结果样本12-9和11-6序列与中国台湾KM05、TW45R等株均在同一分支上,表明本次检测到的12-9和11-6 Ot株与部分中国台湾Ot株的遗传进化关系较为密切;而12-17序列与日本O3株在同一个分支上,表明Ot 12-17株与日本O3株的遗传进化关系较为密切,见图 1

图 1 根据Ot sta56基因部分序列构建的系统进化树 Figure 1 Phylogenetic tree of partial segments of Ot sta56 gene sequence
3 讨论

云南为我国西南边陲高原山区省份,与缅甸、老挝、越南接壤,地理环境复杂多样,以热带和亚热带气候为主,存在恙虫病、斑疹伤寒、斑点热等多种立克次体疾病[6, 11-12]。近年来,云南省多次出现立克次体病暴发疫情,2002年昆明市东川区暴发恙虫病[13]、2004年大理州暴发鼠型斑疹伤寒[14]、2005年大理州暴发恙虫病[15]、2009年保山地区暴发鼠型斑疹伤寒[11]、2010年瑞丽地区暴发鼠型斑疹伤寒[16]、2013年峨山地区暴发恙虫病并出现死亡病例[17]。目前,云南省恙虫病的调查与研究相对较少,而更多的仅停留在少数病例资料的报道上。

本文对云南省2010—2013年不明原因发热患者进行了恙虫病调查,结果显示恙虫病感染率较高(48.10%),有特异性焦痂或溃疡的恙虫病患者较少,仅占23.68%。流行病学分析表明,恙虫病病例主要分布于滇西地区,夏秋季高发,以农民为主,青壮年居多,与以往流行情况基本一致[7-8]。基因进化树分析显示,本次检测到的12-9和11-6(样品编号)序列与部分中国台湾Ot株的进化关系较为密切,12-17序列与日本O3株的进化关系较为密切,表明Ot抗原型别呈现多样性特点。检测到的3株Ot均为Karp基因型,但它们并非来源于同一地区,其进化来源可能较为复杂。

云南省恙虫病患者的临床表现多数不典型。目前,恙虫病的诊断均是通过临床表现或/和非特异性的外斐试验进行回顾性诊断,漏诊、误诊十分严重。云南省为我国旅游胜地,自然环境复杂,物种丰富,鼠类和恙螨繁多。随着该省资源开发及生态环境改变,尤其是旅游业的发展,该病已成为一个重要的公共卫生问题。应加强恙虫病的监测和防控工作,尤其应加强诊断能力的建设。

作者贡献:

ORCID:0000-0002-9917-9420

亚红祥:样本和资料的收集、实验室工作、数据的分析

张云智:资料的收集、分析、指导

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