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目的:
1.病原学分离
建立微量高通量、多细胞谱病毒分离模型,对脑炎患者的脑脊液标本进行分离培养,获得病毒株,为病毒鉴定和分子流行病学研究奠定基础。
2.病毒鉴定
用分子生物学方法对所分离病毒进行鉴定分型。
3.系统进化分析
应用生物信息学方法绘制病毒的系统进化树,了解病毒的地理区域性、病毒进化特征和亲缘关系,探索是否有新的基因型或血清型甚至新的病毒株的流行,为防治病毒性脑炎提供理论依据。
方法:
1.标本采集
收集山东地区病毒性脑炎患者的脑脊液或粪便标本,患者年龄在0-15岁,临床诊断排除乙型脑炎。-20℃保存备用。
2.病毒分离
将8株不同的细胞接种于96孔细胞培养板中,每种细胞接种一行,细胞长成单层后孔内接种脑脊液标本,每孔5-10μL,每份标本纵向接种8孔(8种细胞系),35℃、5%CO2培养。出现细胞病变(cytopathic effect,CPE)者传代培养两次。两次均出现CPE者视为细胞培养阳性,-70℃保存用于病毒鉴定。
3.病毒鉴定
将培养物首先用肠道病毒通用引物做逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)并测序,进行初步筛查。对确定为肠道病毒的分离株用VP1区特异引物扩增,确定型别;排除肠道病毒的分离株用随机引物进行鉴定。
4.系统进化分析
将所测得的序列与GeneBank中的已有序列进行在线比对和系统进化分析,明确病毒的科、属、型,对其可能来源进行推测;将相同疫源、相同分离时间的病毒株进行核苷酸多序列比对,并分析其氨基酸序列的变化,探讨其变异趋势。
结果:
1.103份标本中分离到62株病毒
93份脑脊液标本中有56份得到病毒培养物、10份粪便标本中有6份得到病毒培养物,总病毒分离率为60.19(62/103)。分离株均能致明显的CPE。
2.8株肠道病毒得到鉴定,其中4株为EV71
2.1 从获得培养的62株病毒中提取RNA,用肠道病毒通用引物扩增,有15份电泳后得到目的条带,其中8份经序列测定确定为肠道病毒。
2.2 其中4份用VP1引物P4S/P4A得到扩增,测序鉴定为71型肠道病毒(EV71)。
2.3 排除肠道病毒的11份分离株用随机引物扩增得到彗尾状条带,回收扩增产物、连接T载体转化DH-5a,选取10个克隆测序获得3株丙型肝炎病毒同源序列,余未获相关病毒序列;阳性克隆菌株作为片段库存,待做进一步分析。
3.系统进化分析表明所分离EV71为C4亚型
3.1 对所测得的序列进行与基因库序列在线比对、多序列比对和系统进化树分析,8份经EV通用引物鉴定为肠道病毒,分别与COX-B5、EV71型的5’非编码区同源性最高,其中4株病毒用VP1区特异引物P4S/P4A得到扩增者经序列比对鉴定为EV71,序列已提交到GeneBank,序列号依次为FJ594472~FJ594475。
3.2 在线Blast比对发现在2697-3266核苷酸区域,本课题所得序列与2008年北京分离株(Genebank序列号FJ606448.1)、安徽阜阳株(Genebank序列号EU697901.1)序列一致率均达到98%以上;分别有1~8个碱基不同程度的变异,均未发现碱基缺失。
3.3 氨基酸序列比对发现FJ594473株第155位氨基酸由呈碱性的赖氨酸变为呈酸性的谷氨酸(K→E);FJ594474株的第136位氨基酸由丙氨酸变为苏氨酸(A→T);FJ594472株的第88位氨基酸则由苏氨酸变为丙氨酸、162位氨基酸由缬氨酸变为异亮氨酸(T→A,V→I)。
3.4 应用DNA MAN软件绘制系统进化树,发现所分离的4株EV71与2008年北京株和安徽株序列差异在5%以内,同属于C4亚型。
结论:
1.所建立的微量多细胞培养法具有简便、快速的特点,适合用于大样本量的病毒初步筛查;
2.分离到了62株病毒,其中肠道病毒8株(含4株EV71);
3.2006~2007年山东济南、临沂地区有以肠道病毒为病原的脑炎流行;2008济南地区手足口病合并脑炎的病原为EV71 C4亚型。
4.建立了大量病毒的随机片段库,为病毒的后续基因分型奠定了基础;
5.多数病例的病原未能鉴定,推测有变异较大的肠道病毒或其它未知病毒流行。