中國華東地區(qū)基因Ⅳ型戊型肝炎病毒人畜共患與進化起源研究.pdf

1、戊型肝炎病毒(Hepatitis E Virus,HEV)主要通過糞一口途徑傳播,可以引起急性肝炎,人群普遍易感。HEV主要有兩種流行模式:一種是由水源污染引起的大規(guī)模爆發(fā)流行,主要發(fā)生于衛(wèi)生條件相對較差的發(fā)展中國家和地區(qū),由基因Ⅰ型和Ⅱ型引起;另一種則是散發(fā)和小范圍的爆發(fā),在全球范圍內(nèi)廣泛存在。其中,存在動物宿主的基因Ⅲ型和Ⅳ型HEV引起的散發(fā)病例較為普遍,多數(shù)懷疑與食源性感染有關。
　　 我國為戊肝高發(fā)區(qū),迄今為止世界上最大

2、的一次戊肝爆發(fā)發(fā)生于1986-1988年的我國新疆南部地區(qū)。2000年以來,雖然未再有大規(guī)模的爆發(fā)流行,但全國法定報告的腸道傳染病中僅戊肝病例持續(xù)上升,表現(xiàn)為靜默流行。近年來,基因Ⅳ型HEV已經(jīng)逐漸成為我國大陸地區(qū)HEV的主導基因型。其宿主動物(主要為豬群)數(shù)量龐大、分布廣泛,豬源性HEV進化速率亦較快。因此,基因Ⅳ型HEV在人群中的流行是否會因為其人畜共患性特征(例如種間傳播)而“凸現(xiàn)”為更大的流行值得關注。本項研究將流行病學方法和生

3、物信息學方法結(jié)合在一起,通過分析基因Ⅳ型HEV隨著時間而自然進化和變異的客觀規(guī)律,揭示其進化起源和流行趨勢,既為HEV的流行預警提供科學依據(jù),又可以為建立針對HEV的特異性防治措施積累資料,對于其它感染性疾病的相關研究也具有一定的借鑒作用。
　　 本項研究以華東地區(qū)上海、浙江德清、安徽安慶和江蘇海門為研究現(xiàn)場,開展戊型肝炎流行病學調(diào)查和商品豬群HEV感染率橫斷面調(diào)查,分析人戊肝患者與感染HEV豬群的“三間分布”特征,比較兩個群體

4、中HEVRNA檢測情況的時間分布一致性。在此基礎上,分離人與豬HEV序列,分析華東地區(qū)HEV的主導基因型。然后進行同源性比對,分析同源性相似程度的“三間分布”特征。最后,結(jié)合“松散的”分子鐘理論和基于MCMC算法的Bayesian統(tǒng)計推斷方法,擬合核苷酸置換模型,計算人HEV和豬HEV的進化速率,推算各自的進化分歧時間,重建進化歷史。同時,估算HEV理論感染人群數(shù)與豬群數(shù)隨時間變化的趨勢,掌握HEV的流行規(guī)律。
　　 華東地區(qū)戊

5、肝臨床流行病學調(diào)查顯示,該地區(qū)的散發(fā)性戊肝主要由基因Ⅳ型HEV引起。男性多于女性;患者年齡集中于30-70歲年齡段,其中1/3集中于50-60歲之間。戊肝病例表現(xiàn)出明顯的時間聚集特征,每年1月-4月是戊肝發(fā)病高峰期,占全部病例數(shù)的60％以上;5月-6月、11月-12月亦是戊肝多發(fā)時期。戊肝住院患者入院后的首份血清(采集時間中位數(shù)為9天)HEMRNA檢出率最高(55％-64％),第二份、第三份(采集時間中位數(shù)分別為19.5天、24.5天)

6、血清的檢出率則顯著下降(28％-38％和4％-8％)。按照單份血清與系列血清的檢測結(jié)果推算戊肝患者發(fā)病后的病毒血癥持續(xù)時間,中位數(shù)分別為21天和29天,表明50％的戊肝患者在這段時間內(nèi)病毒血癥已消失;但其余50％的患者仍然存在病毒血癥、可以成為傳染源。
　　 對華東地區(qū)商品豬群HEV感染率的橫斷面研究證實,基因Ⅳ型HEV在豬群中常年廣泛流行,從出生后約1月齡開始,一直到商品豬出欄、屠宰,以及母豬產(chǎn)仔時均能感染HEV。但各個月齡段

7、的豬群感染率并不相同。其中,4-6月齡的商品豬HEV感染率最高,糞便HEVRNA檢出率為33％-42％,膽汁檢出率為4.8％-5.6％。另一方面,華東地區(qū)豬HEV感染率同時表現(xiàn)出地區(qū)性和季節(jié)性差異。各研究現(xiàn)場的膽汁HEVRNA兩種片段檢出率分別為3.7％-9％和2.7％-6％,沿長江地區(qū)研究現(xiàn)場的檢出率較高,遠離長江地區(qū)的則最低。季節(jié)性差異表現(xiàn)為9月-10月檢出率最高(6％-8％),5月-6月最低(3.7％-5％),反映了豬HEV傳播效

8、力的季節(jié)變化規(guī)律。同時,豬HEVRNA檢出率曲線與人戊肝病例季節(jié)分布的變化趨勢相似,但前者的高峰與低谷均比后者提前約3個月,提示存在HEV從豬群向人群傳播的可能。
　　 華東地區(qū)基因Ⅳ型HEV核苷酸同源性為84％-85％。其中,人HEV序列變異度較大,核苷酸置換主要為轉(zhuǎn)換(C←→HT);而豬HEV序列變異度較小,顛換與轉(zhuǎn)換發(fā)生概率間的差異也小?？傮w來看,華東地區(qū)分離的人HEV之間、豬HEV之間、以及人HEV與豬HEV之間同源性都

9、較高,未表現(xiàn)出明顯的宿主、時間和地區(qū)聚集特征。分離的Ⅳ型株劃分為9個主要分支,組內(nèi)和組間同源性分別為94％-98％、81％-90％。每一個分支均同時包含人HEV和豬HEV;部分人HEM與豬HEV劃分于同一末端分支中,進化起源關系密切,支持HEV種間傳播的觀點。
　　 本項研究中,估算華東地區(qū)人與豬基因Ⅳ型HEV的進化速率分別為1.63×10-3/位點/年、6.94×10-3/位點/年,首次證明19世紀早期基因Ⅳ型HEV已在華東地

10、區(qū)傳播,這與中國近代沿?？诎堕_放時間一致,提示外源性傳入我國的可能。沿長江地區(qū)人HEV進化分歧時間較早,遠離長江的則較晚;但各地豬HEV分歧時間相近、且豬HEV進化速率遠高于人HEV,提示最初的HEM感染者可能是人,通過人→豬→人的雙向傳播模式,使病毒在華東地區(qū)進一步擴散開來。重建HEV種群演變過程并分析理論感染宿主數(shù)量變化趨勢后發(fā)現(xiàn),華東地區(qū)基因Ⅳ型HEM理論感染人群數(shù)自20世紀90年代以來持續(xù)上升,感染豬群數(shù)則在近年來緩慢下降。由于