疾病监测  2014, Vol. 29 Issue (6): 498-501

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陈波, 陈步青, 楼挺, 董选军, 陈劲华, 严菊英
CHEN Bo, CHEN Bu-qing, LOU Ting, DONG Xuan-jun, CHEN Jin-hua, YAN Ju-ying
浙江省义乌市一例输入性登革热的病毒分离及全基因组序列分析
Complete genome sequence analysis of Dengue virus 1 isolated in Yiwu, Zhejiang
疾病监测, 2014, 29(6): 498-501
Disease Surveillance, 2014, 29(6): 498-501
10.3784/j.issn.1003-9961.201.06.022

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收稿日期:2014-02-17
浙江省义乌市一例输入性登革热的病毒分离及全基因组序列分析
陈波1 , 陈步青1, 楼挺1, 董选军1, 陈劲华1, 严菊英2    
1. 义乌市疾病预防控制中心, 浙江 义乌 322000;
2. 浙江省疾病预防控制中心, 浙江 杭州 310051
摘要目的 调查浙江省义乌市2013年1例输入性登革热病例的分子流行病学特点。 方法 采集患者血清标本,采用酯酶联免疫吸附试验和实时荧光定量聚合酶链反应分别检测登革病毒IgM抗体和核酸。用C6/36细胞分离病毒和全基因组测序及分析。 结果 从来自安哥拉的1例登革热患者血清中检测到登革病毒IgM抗体和1型登革病毒核酸,并分离到1株病毒(Zj/yw01)。经序列测定,该病毒基因组全长10 141 bp(GenBank no. KF864667),进化树显示该病毒为登革1型病毒Ⅴ亚型,与安哥拉分离株(KF184957)同源性最高。 结论 分子生物学证实该病例为来自安哥拉的输入性病例。
关键词登革热    登革1型病毒    全基因组    序列分析    
Complete genome sequence analysis of Dengue virus 1 isolated in Yiwu, Zhejiang
CHEN Bo1 , CHEN Bu-qing1, LOU Ting1, DONG Xuan-jun1, CHEN Jin-hua1, YAN Ju-ying2    
1. Yiwu Center for Disease Prevention and Control, Yiwu 322000, Zhejiang, China;
2. Zhejiang Provincial Center for Disease Control and Prevention, Hangzhou 310051, Zhejiang, China
Abstract:Objective To understand the epidemiologic characteristics of an imported dengue fever case in Yiwu in 2013. Methods Blood samples were collected from the case to detect IgM antibody and nucleic acid of the virus with ELISA and real-time RT-PCR and isolate the virus strain with C6/36 cell. The complete genome of the virus was sequenced and analyzed. Results IgM and RNA of dengue virus 1 were detected in the serum sample, the Dengue virus were isolated and named Zj/yw01. The Zj/yw01 strain reaches 10 141 bp in lengthen of complete genome, the viral genomic sequence dada was submitted to the GenBank (Accession No. KF864667). The strain belonged to Dengue virus 1 subtype Ⅴ, which shared highest homology with the virus strain isolated in Angola (KF184957). Conclusion Bio-molecular analysis indicated that the imported dengue fever case was probably originated form Angola.
Key words: Dengue fever    Dengue virus type 1    Complete genome    Sequence analysis    

登革病毒(Dengue virus,DENV)主要通过伊蚊叮咬传播,是一类严重危害人类健康的虫媒病毒。目前DENV广泛流行于热带和亚热带的100多个国家及地区,约50%人口生活于有感染风险的地区,每年约有3.9亿人口感染DENV[1]。DENV可分为4个血清型(DENV 1~4),均可引起登革热(dengue fever,DF)、登革热出血热(dengue hemorrhagic fever,DHF)和登革热休克综合征(dengue shock syndrome,DSS),其中以登革热为最常见。

浙江省义乌市是全球最大的小商品集散中心,国际、国内贸易频繁,属亚热带气候,适宜于媒介伊蚊的生长繁殖。每年与东南亚、非洲和南美等登革热疫区人员交往密切,义乌市自2009年暴发输入性登革热3型病毒疫情以来[2, 3],常有来自国外疫区的输入性病例。2013年6月义乌市报告了1例输入性登革热疑似病例,从患者血清中分离到1株DENV并进行了全基因组序列测定和分析。

1 材料与方法 1.1 病例及标本来源

陈某某,男,56岁,2013年曾在安哥拉居住半年。患者于2013年6月12日晚上从安哥拉到达义乌,出现发热,肌肉酸痛等症状,最高体温约39 ℃。次日,自行到义乌市疾病预防控制中心(CDC)咨询,当天即采集患者血清标本,并送至该中心实验室检测。

1.2 血清IgM抗体检测

DENV特异性IgM抗体采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测,试剂购自澳大利亚Panbio公司,按试剂盒说明书进行检测和判断结果。

1.3 DENV分离

C6/36细胞由浙江省CDC病毒所提供。患者早期血清用细胞培养液适当稀释后,接种于C6/36细胞,置CO2恒温培养箱培养。每日于倒置显微镜下观察细胞病变(CPE),待75%以上细胞出现病变,收取细胞上清液。

1.4 病毒RNA提取

RNA提取用MagMax Express 自动核酸提取仪并配合MagMax-96 Viral RNA Isolation Kit 试剂盒(美国ABI公司),按试剂说明进行提取。取血清标本或病毒培养细胞上清液200 μl,最终获得50 μl RNA提取液作为模板。

1.5 核酸检测

DENV核酸检测采用DENV通用和型特异性荧光定量RT-PCR法,引物序列和实验方法参照中华人民共和国卫生行业标准-登革热诊断标准(WS 216-2008)(附录A. 登革热病原学检测方法)。

1.6 DENV全基因组测序和分析

DENV全基因组委托上海辉睿生物科技有限公司测序。测序完成后对序列进行校正,利用NCBI的Blast对GenBank数据库进行同源性检索,数据处理和序列比对采用DNAman、DNAstar和ClustalX等软件,利用Mega 5.0软件Neighbor-joining法建立系统进化树,Bootstrap次数设置为1000。

2 结果 2.1 IgM抗体和核酸检测

用ELISA法检测登革热病例血清标本中的DENV IgM抗体,结果为阳性。RT-PCR法对病毒核酸分别用DENV通用和分型荧光PCR扩增,结果DENV核酸和DENV 1型核酸均为阳性。

2.2 病毒分离

将血清标本进行适当稀释,接种到C6/36细胞单层上,每天观察CPE情况。在接种后第4天后,观察到细胞单层被破坏、细胞肿胀、细胞融合产生空泡等典型的CPE。第5 天及第6 天后病变逐渐增多,而阴性对照细胞未出现病变,见图1。病毒培养上清液提取RNA经RT-RCR法鉴定后,结果显示为DENV 1型,与血清的RT-PCR结果一致。

图 1 C6/C36细胞病变图 Fig.1 Cytopathic effect of C6/36 cell
2.3 全基因组序列测定

经全基因组测序并拼接后,新分离病毒全长10 141 bp,4种核苷酸的组成分别为A 含量为32.0%,G 为25.9%,T 为21.6%,C 为20.5%。含单一开放读码框,基因序列依次5′-C-PreM-E-NS1-NS2a-NS2b-NS3-NS4a-NS4b-NS5-3′,全基因组序列经Blast 分析结果也显示其为1型DENV,命名为Zj/yw01(GenBank No:KF864667),与2013 年提交的安哥拉1型DENV(GenBank No. KF184975)同源性最高[4],达99%。

2.4 全基因组系统进化分析

Zj/yw01病毒株全基因组与来自GenBank中的国内外不同时期的46株1型DENV进行系统进化分析,并选取DENV 2、3和4型各1株作为外群构建系统进化树,Zj/yw01与2013年安哥拉分离株(KF184975)关系最近,与1998年科特迪瓦分离株(AF298807)位于相近分支[5],同属1型DENV的Ⅴ亚型,见图2

图 2 登革病毒1型全基因组系统进化树 Fig.2 Phylogenetic tree based on complete genome sequences of DENV-1
2.5 E基因同源性分析

不同国家分离株E基因同源性分析显示,Zj/yw01病毒株与安哥拉分离株(KF184975)核苷酸和氨基酸同源性分别为95.9%和99.4%;与1998年科特迪瓦分离株(AF298807)核苷酸和氨基酸同源性分别为96.0%和99.6%。与其他国内外流行株核苷酸同源性为89.9%~94.3%,氨基酸同源性为96.9%~99.2%。Zj/yw01的E蛋白区 氨基酸序列有2个糖基化位点,分别位于E蛋白的67-69(N—T—T)和153-155(N—E—T)位,与所比较的登革1型毒株糖基化位点相同。E蛋白相关毒力位点E44(E)、E156(T)、E366(N) 3均无变异。

3 讨论

以往研究表明,不同地域DENV流行株存在一定差异,基因型分布具有明显地域性。Rico-Hesse[6]把1型DENV分成5个基因亚型(Ⅰ~Ⅴ),近几年DENV的基因多样性正在增加,导致产生大量不同毒力的病毒株,人类将面临更多样的致病性DENV攻击[7]。所以分离DENV,并对病毒基因组进行测序分析,对了解登革热的流行趋势和规律、流行病学监测和有效的预防措施等具有重要作用。本研究对DENV全基因组和E基因系统进化分析表明,Zj/yw01病毒株与非洲的2株1型DENV(安哥拉分离株KF184975、科特迪瓦分离株AF298807)关系较近,同属基因1型Ⅴ亚型[8]。由于AF298807株分离自1998年西非科特迪瓦共和国的一名法国军人,而KF184975株分离自2013年安哥拉登革热暴发的病例,流行病学调查显示,本次义乌市患者曾于2013年在安哥拉居住半年后返回,序列分析提示本次分离的Zj/yw01病毒株最有可能来源于非洲安哥拉。

包膜蛋白(Envelope,E)是DENV的主要结构蛋白,E基因编码一个54.5×103的糖蛋白[9],在病毒感染、免疫和免疫病理损伤过程中起重要作用[10, 11]。Zj/yw01株E蛋白2个糖基化位点及其相关毒力位点与所比较的1型DENV分离株相同,此次输入性病例的症状较轻,结合2013年安哥拉登革热暴发的疫情资料分析,推测Zj/yw01很可能为弱毒株。

埃及伊蚊和白纹伊蚊是登革热主要传播媒介,如当地有媒介伊蚊分布,一旦登革热病例输入,很有可能引起本地流行[12],2009年义乌市登革热局部流行就与输入性病例有关[2]。本次通过实验室快速检测和应急处置,对防止因登革热输入性病例引起局部流行具有重要意义。

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