本文關鍵詞：2005～2011年青島地區(qū)流感病毒監(jiān)測與分子流行病學研究

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【摘要】：流行性感冒病毒屬正粘病毒科,流感病毒屬,是引起各種鳥類、人、豬、馬等哺乳動物發(fā)生上呼吸道感染的主要病原。根據(jù)其核蛋白(nuclear protein, NP)(?)口基質蛋白(matrix protein, MP)抗原性的不同,流感病毒可分為甲、乙、丙三型。流感每年在全球范圍內可致5%-15%的人群感染,約50萬人死亡。其中,甲型流感病毒感染范圍最廣,并可通過多種變異形式逃避宿主免疫從而造成暴發(fā)甚至全球性暴發(fā)流行,因此危害最大。甲型流感病毒據(jù)其兩種主要表面抗原血凝素(hemagglutinin, HA)和神經(jīng)氨酸酶(neuraminidase, NA)結構和基因特性的不同又可分成許多亞型。目前造成人類感染的主要為季節(jié)性H1N1、季節(jié)性H3N2和新甲型H1N1流感亞型。 基于半個多世紀以來的研究成果,現(xiàn)已發(fā)展出M2離子通道阻滯劑和神經(jīng)氨酸酶活性抑制劑(neuraminidase inhibitor, NAI)兩類抗病毒藥物,而預防感染的三價流感病毒疫苗須每年兩次更新候選疫苗株以應對病毒頻繁的抗原變異。然而,甲型流感病毒迅速而又無法預期的動態(tài)進化仍可導致以下現(xiàn)象發(fā)生：(1)間或出現(xiàn)的重大抗原變異導致嚴重疾病及疫苗株-流行株失匹配；(2)可抵抗現(xiàn)有抗病毒藥物的新變異株的增殖；(3)偶見致死性人感染甲型禽流感病毒病例。這些事件發(fā)生的進化機制尚未明確。而就在全世界流感監(jiān)測及研究機構都聚焦于甲型禽流感病毒跨宿主致哺乳動物感染,并可能在人群導致新的流感暴發(fā)流行時,2009年4月一株“全新”的甲型H1N1流感病毒感染在墨西哥暴發(fā),并迅速波及全球。 由于甲型流感病毒可對人類健康造成持續(xù)、而又無法準確預期的威脅,因此甲型流感病毒的進化一直是國內外學者的研究熱點。甲型流感病毒基因具有多態(tài)性,很大程度上來源于共感染同一宿主細胞的兩株遺傳距離可能較遠的病毒可以發(fā)生重配。上世紀最主要的幾次大流行之一,1947年的流感大流行即與病毒的重配事件有關,而新世紀首次流感暴發(fā)更是來源于一株經(jīng)過多次基因重配產(chǎn)生的抗原轉變株。因此,對甲型流感病毒進行全基因組水平進化研究,全面考慮基因組重配事件及各基因節(jié)段的進化動態(tài),比僅僅針對主要表面抗原HA的分子進化研究更為重要。 本研究于2005-2011年間采集青島地區(qū)哨點醫(yī)院流感樣病例(influenza-like illness, ILI)鼻咽拭子標本開展流感監(jiān)測,并采用細胞培養(yǎng)法分離流感毒株；2009年新甲型H1N1流感暴發(fā)期間開展緊急監(jiān)測,采集4個目標人群鼻咽拭子標本進行核酸檢測以監(jiān)控病毒的流行形勢。反轉錄聚合酶鏈反應(reverse-transcription polymerase chain reaction, RT-PCR)擴增甲型流感病毒的全基因組或部分基因組序列并進行序列測定。通過化學發(fā)光法檢測流感病毒對NAI類抗病毒藥物(oseltamivir,奧司他韋)的敏感性,并分析病毒M2蛋白序列判斷病毒對離子通道阻滯劑,即烷胺類藥物的敏感性。通過MEGA5.0軟件對測得甲型流感病毒全基因組序列進行生物信息學分析,對青島地區(qū)甲型流感病毒的進化規(guī)律、耐藥株產(chǎn)生原因及分子變異特點進行初步研究；并對青島地區(qū)季節(jié)性H3N2流感病毒與全球隨機抽取的該亞型病毒HA序列進行進化分析以探討青島地區(qū)毒株的國際代表性。本研究共得出以下結論： 1.本研究于2005-2011年間在青島地區(qū)共采集和監(jiān)測2560份鼻咽拭子標本,檢出245份流感病毒陽性樣品,據(jù)此了解到近6年來青島地區(qū)季節(jié)性H3N2、季節(jié)性H1N1、大流行H1N1和乙型流感流行概況：除2007-2008季以乙型為主外,甲型流感病毒是青島地區(qū)流感的主要流行型別。2009新甲型H1N1流感大流行前,基本呈現(xiàn)季節(jié)性H1N1、季節(jié)性H3N2流感病毒此消彼長的交替流行；新甲型H1N1流感大流行后,季節(jié)性H1N1再未分離到,而呈現(xiàn)季節(jié)性H3N2、新甲型H1N1共流行態(tài)勢；本研究同時測定了部分甲型流感病毒全基因組或部分基因組序列,所得數(shù)據(jù)對流感的防控工作具有重要的指導意義,并可為我國流感病毒的分子流行病學研究提供重要信息。 2.2009年新甲型H1N1流感大流行時開展緊急監(jiān)測,及時跟蹤和監(jiān)視當時疫情狀態(tài),并對大流行應對決策制定和風險分析提供支持。對檢出的48株來自輸入性病例和本土病例的新甲型H1N1流感病毒進行分子流行病學研究,發(fā)現(xiàn)本土病例中存在一種HA S128P變異株；進而比對GenBank錄入的新甲型H1N1流感病毒序列發(fā)現(xiàn),該變異株于2009年在包括中國、俄國、蒙古及韓國在內的歐亞地區(qū)異常傳播,在2010年后則隨新甲型H1N1流感病毒活動消減而遭淘汰；突變株的“一過性”傳播優(yōu)勢提示我們現(xiàn)有知識尚不足以預測流感病毒發(fā)展及進化軌跡,唯有繼續(xù)加強流感病毒監(jiān)測才可能及時發(fā)現(xiàn)突變株以減小病毒所致危害,同時病毒的基因變異、尤其全基因組變異及進化尚需更深入的研究。此外,本研究發(fā)現(xiàn)流感大流行期間存在不同型別病毒間共感染情況,提示須警惕不同型別流感病毒發(fā)生重配的可能。新甲型H1N1流感大流行期間這一靶向重點人群的緊急監(jiān)測策略,對于某地區(qū)針對未來可能發(fā)生的急性呼吸道傳染性疾病流行建立早期預警系統(tǒng)具有重要指導意義。 3.病毒M2蛋白序列分析發(fā)現(xiàn)青島地區(qū)2005-2011年間流行的甲型流感病毒中,除6株奧司他韋耐藥季節(jié)性H1N1流感病毒外,均在M2基因發(fā)生耐藥相關的S31N突變,即為烷胺類耐藥毒株；NAI敏感性試驗發(fā)現(xiàn),目前青島地區(qū)流行的季節(jié)性H3N2亞型、新甲型H1N1亞型流感病毒均無奧司他韋耐藥性；季節(jié)性H1N1流感病毒自2008-2009季出現(xiàn)28.6%比例的耐藥株,至2009-2010季耐藥株比例升至50%。但2010年以來再未分離到季節(jié)性H1N1亞型流感病毒,故NAI類藥物對目前流行的流感病毒尚敏感。以上數(shù)據(jù)表明NAI類藥物應作為目前流感臨床及預防性用藥的首選。此外,我們同時發(fā)現(xiàn)了NAI和烷胺類藥物雙重耐藥季節(jié)性H1N1流感毒株,該雙重耐藥株的出現(xiàn)應使我們提高警惕,因其可使現(xiàn)有治療方案完全失效。 4.季節(jié)性H1N1流感病毒序列分析表明：病毒抗原變異與病毒流行直接相關,2008-2009季病毒較2005-2006流行季病毒發(fā)生多個基因多處位點的突變,使得新生病毒在時隔兩個流行季后再次暴發(fā)。2009-2010流行季僅在2009年8月底、9月初分離到4株季節(jié)性H1N1亞型病毒,病毒較上一流行季毒株未有新增突變發(fā)生,故未引起持續(xù)的流行,且2010-2011季再無該亞型病毒分離。NAI耐藥株除具有NA蛋白H275Y突變外,尚在多個基因節(jié)段具有“搭車”突變,這些突變雖不足以提供病毒對NAI藥物的耐受性,但它們很可能彌補了NA蛋白H275Y這一突變對病毒生存及傳播能力的影響,促進了耐藥突變株的生存及廣泛傳播。 5.季節(jié)性H1N1、H3N2流感病毒全基因組進化分析發(fā)現(xiàn),兩種病毒均存在某一流行季內基因來源不同的兩系毒株并存及基因組重配現(xiàn)象,而且2009-2010季的季節(jié)性H1N1流感病毒、2010-2011季的季節(jié)性H3N2流感病毒基因組全部涉及基因組重配事件,提示重配乃病毒進化的主要方式之一；某一季的優(yōu)勢株常常并非由上一季優(yōu)勢株直接進化產(chǎn)生,而是來自外源基因庫的引入；季節(jié)性H1N1流感病毒耐藥性的產(chǎn)生不僅僅需要NA蛋白H275Y變異和多個基因多處位點的附加變異,還涉及到全基因組的重配事件；青島地區(qū)季節(jié)性H1N1流感病毒的進化早于國際疫苗株,則青島地區(qū)毒株有條件作為疫苗候選株；青島地區(qū)2006-2008年季節(jié)性H3N2流感病毒兩個表面抗原HA和NA基因均與2008-2009季的疫苗推薦株A/Brisbane/10/2007(H3N2)遺傳相近,而與當季疫苗株A/Wisconsin/67/2005(H3N2)遺傳距離較遠,提示可能存在疫苗失匹配現(xiàn)象。 6.對青島地區(qū)季節(jié)性H3N2流感病毒與全球隨機抽取的該亞型病毒HA序列進行進化分析發(fā)現(xiàn),青島地區(qū)流行的毒株具有國際代表性,因此青島地區(qū)毒株可作為全球疫苗推薦株,青島可作為國際流感監(jiān)測哨點,在本地區(qū)開展流感監(jiān)測對及時掌握全國乃至全球流感的流行和變異情況具有重要意義。 總之,流感的監(jiān)測網(wǎng)絡,尤其暴發(fā)流行期間針對目標人群的緊急監(jiān)測對于急性呼吸道傳染性疾病的防控極為重要。病毒的分子變異與每個流行季的病毒流行情況直接相關。NAI類藥物應作為目前流感臨床及預防性用藥的首選,但同時應警惕NAI和烷胺類藥物雙重耐藥流感毒株的出現(xiàn)�；蚪M重配頻繁發(fā)生,為流感病毒進化的主要方式之一,流感病毒NAI耐藥毒株的出現(xiàn)及廣泛傳播即不僅僅需要NA蛋白H275Y變異,還涉及到全基因組的重配事件及多個基因多處位點的附加變異。青島地區(qū)流行的毒株具有國際代表性,因而可作為全球疫苗推薦株。盡管由于甲型流感病毒永久存在于野生水禽中致使人類難以徹底消除該病原,但對于甲型流感病毒進化動態(tài)的深入了解可以提高我們對它的監(jiān)測能力,并有可能預計其進化軌跡進而選擇合適流感疫苗株。本研究對甲型流感病毒的進化研究具有科學意義,為更有效的流感疫苗研制和流感的防控策略提供了科學依據(jù)。
【關鍵詞】：甲型流感病毒 監(jiān)測 基因組進化 耐藥性 基因組重配
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：R181.3
【目錄】：

• 中文摘要6-10
• Abstract10-15
• 符號說明15-17
• 前言17-21
• 第一章 青島地區(qū)2005～2011年流感病毒的監(jiān)測與流行病學研究21-37
• 第一節(jié) 青島地區(qū)2005～2011年流感病毒病原學監(jiān)測分析21-29
• 第二節(jié) 青島地區(qū)2009年甲型H1N1流感病毒的緊急監(jiān)控29-37
• 第二章 2005～2011年青島地區(qū)甲型流感病毒耐藥性檢測及季節(jié)性H1N1流感病毒分子特征分析37-61
• 1 材料38
• 2 方法38-43
• 3 結果43-55
• 4 討論55-61
• 第三章 一種少見的大流行H1N1流感病毒變異株在歐亞地區(qū)的傳播61-70
• 1 材料與方法61-64
• 2.結果與討論64-70
• 第四章 2005～2011年青島地區(qū)季節(jié)性H1N1、H3N2流感病毒基因組進化分析70-96
• 1 材料與方法70-71
• 2 結果71-92
• 3 討論92-96
• 結論96-97
• 創(chuàng)新之處97-98
• 參考文獻98-107
• 附表、附圖107-138
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文138-139
• 致謝139-140
• 學位論文評閱及答辯情況表140-141
• 附錄141-152

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李建偉;歐亞大陸H9N2亞型禽流感病毒分子演化的研究[D];東北農業(yè)大學;2002年

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本文編號：925790