戊型肝炎分子流行病学及其病原与宿主细胞互作机制研究

论文摘要

戊型肝炎（HE）是由戊型肝炎病毒（HEV）引起的经肠道传播的急性病毒性肝炎。中国已被列为因HE发病和死亡所致的经济负担最严重的国家之一。越来越多的报道显示HE是一种人兽共患病,可以跨种间感染与传播。现已经证实对HEV易感的动物包括猪、非人灵长类、野鹿、牛、山羊、马等。猪等家养动物与人类接触密切,携带有HEV的这些动物很有可能通过密切接触而传染给人类,给公共卫生构成很大威胁。开展HE的病原学、流行病学、致病机理等方面的研究具有重要意义。HE的研究已经有了很大的进展,但还存在很多问题。（1）我国HEV分子流行病学虽然已经开展了许多研究,但是很多地区的相关研究尚属空白。而且由于HEV的流行还受地理环境及当地人民生活习惯等因素的影响,不同地区HEV的流行特征不尽相同。因此我国部分地区的HEV分子流行病学调查还有待开展。（2）HEV的天然宿主较多,除了家养动物猪之外,野生动物的HEV携带情况也值得重视,然而我国对HEV的野生动物宿主研究较少。（3） HEV跨种间传播分子机制仍不清楚,因此亟待找到人或动物细胞表面HEV的受体分子,为防控HEV跨种间感染与传播提供理论借鉴。（4）HEV在宿主细胞内复制的分子机制研究仍然是空白。有鉴于此,本研究主要从HE的分子流行病学、HEV与宿主细胞的互作机制等方面开展研究,结果如下:一:HE的分子流行病学研究（1）野生动物中HEV携带情况调查从上海及安徽地区的2个野生动物园采集了191份野生动物粪便样品。通过RT-nPCR方法检测样品中的HEV RNA。结果表明,上海地区的野生动物未检测到HEV的存在,而在安徽某野生动物园的38份样品中,有11份为HEV RNA阳性。序列分析表明该11个毒株均为基因4型,序列之间的同源性为96-100%,推测在该野生动物园的不同种野生动物之间发生了HEV的跨种间传播。尽管从该野生动物园采集的7份工作人员血清终未检测到HEV RNA的存在,但HEV抗体的ELISA检测表明,其中有5人为HEV抗体IgG或IgM阳性。说明该野生动物园中的人也可能受到了HEV的感染。（2）皖北地区人群及猪群HEV分子流行病学研究从皖北苏鲁豫皖交界地区的阜阳市、淮北市及宿州市采集了1476份人普通人血清,正常猪群554份粪便样品。血清样品用ELISA检测HEV抗体IgG及IgM, HEV抗体阳性的血清和猪粪便样品通过RT-nPCR方法检测HEV RNA。为了检验人血清中HEV抗体与猪群HEV毒株的反应性,通过Dot-Blot方法验证了20份IgG阳性及9份IgM阳性的人血清样品与2株猪HEV代表毒株的反应。结果显示,皖北地区普通人群HEV抗体的总阳性率为7.93%（117/1476）;HEV在血清中的阳性率为0.95%（14/1476）;正常猪群中HEV病毒携带率为7.0%（39/554）。14个人HEV毒株及39个猪HEV毒株经过测序后进行基于核苷酸序列的系统进化分析,结果显示该53个毒株均属于基因4型HEV,聚类为3个群;39个猪源HEV分成2个群,而14个人HEV毒株单独聚为1个群。由此推测该地区猪源HEV毒株不是人感染HE的感染源。本研究还克隆了该地区2株猪源及1株人源HEV代表毒株的病毒外壳蛋白全基因序列。序列分析显示,该3株HEV外壳蛋白基因全长均为2025bp,编码674个aa。基于病毒外壳蛋白基因的系统进化分析显示3个毒株并聚类在3个不同的亚群之中,说明有3个不同的HEV毒株同时在皖北地区流行。（3）华东地区几株HEV毒株遗传特征分析本研究对儿童粪便样品中分离的1株HEV毒株、上海某马场分离的1株基因3型HEV毒株、上海市猪群流行的HEV代表毒株进行了序列分析。另外结合本实验室分离的10株代表毒株,检索了GenBank中57株其他国家或地区代表毒株,进行系统进化分析以阐明华东地区HEV毒株与它们之间的遗传进化关系。结果表明,（1）本研究从236份儿童粪便样品中检测到1株HEV,克隆了该毒株外壳蛋白基因全长,系统金华分析表明该毒株为基因4型,与1株日本毒株AB197673亲缘关系最近,同源性为97%。（2）中国4个不同省/市发现基因3型HEV在猪群中流行。2007年中国上海地区首次发现基因3型HEV以来,本研究对来自河南、安徽、上海的猪群进行HEV基因3检测,发现基因3型不仅在上海猪群中流行,还在安徽及河南的猪群流行;同时GenBank中有研究者提交基因3型HEV序列,本研究对这些序列分析发现中国大陆地区的基因3型HEV与日本基因3型HEV毒株亲缘关系最近。（3）对上海市猪群HEV代表毒株的全基因组序列分析发现,该毒株的基因编码方式与以前的基因4型HEV不一样,而与基因3型HEV编码方式相同,即外壳蛋白编码660个aa,而不是674个aa。该结果被Western Blot进一步证实。二:HEV与宿主细胞的互作机制的初步探索（1）猪肝细胞表面HEV候选受体蛋白的鉴定本实验利用VOPBA技术鉴定猪胃、十二指肠、肺、肝脏、肠系膜淋巴结、肾脏及脾脏组织细胞表面HEV候选受体。结果表明在肝组织及胃组织表面有一条约55kDa的目的条带,该蛋白条带纯化后可以显著阻断HEV对易感细胞A549的产生的细胞病变。质谱鉴定结果表明该蛋白条带成分复杂,推测其中内在膜蛋白2B、膜突蛋白-B、ATP合成酶肝脏异构体及细胞色素P450有可能是HEV的候选受体。（2）肝cDNA文库中与HEV pORF3互作蛋白的筛选HEV ORF3编码一个磷酸化蛋白,但是在HEV感染宿主细胞中行使的具体的功能尚不明确,本研究利用CytoTrap酵母双杂交系统,以pORF3作为诱饵蛋白,在人肝cDNA表达文库中筛选与HEV pORF3相互作用蛋白。结果从肝cDNA表达文库中筛选到了10个与HEV pORF3相互作用蛋白,为进一步研究pORF3在HEV感染宿主细胞中的功能奠定了一定的基础。（3）HEV感染A549细胞的比较蛋白质组学研究本研究利用双向电泳结合质谱鉴定比较了HEV感染A549细胞与对照攻毒细胞的蛋白质组差异。HEV感染A549细胞后,经细胞病变观察、Dot-blot、RT-nPCR、免疫电镜验证HEV病毒感染细胞后,提取细胞总蛋白,双向电泳分离试验组细胞与对照组细胞总蛋白,分析蛋白点的差异。结果表明HEV感染试验组与对照组细胞总蛋白共有31个显著差异点,其中21个点在HEV感染A549细胞中表达丰度降低,10个点在HEV感染A549细胞中表达丰度升高。质谱鉴定表明31个点中的28个点有可靠的肽指纹图谱及可信搜库结果,这些蛋白包括代谢相关蛋白为9个,细胞骨架蛋白6个,细胞内大分子处理类蛋白6个,细胞信号转导成份2个,膜泡转运相关蛋白3个,细胞增殖相关蛋白1个,病毒外壳蛋白点1个。RT-nPCR方法检测其中27个宿主细胞基因在实验组细胞和对照攻毒细胞内mRNA水平的表达差异,结果表明15个基因有有效PCR扩增结果,其中8个与比较蛋白质组学结果一致。从27个蛋白点中选择1个表达上调和1个表达下调的蛋白用Western Blot方法进一步验证,显示与比较蛋白质组学结果一致。说明比较蛋白质学结果可信。由此推测,HEV感染细胞后导致细胞代谢减缓并抑制了细胞骨架的组装,为病毒在细胞内复制创造有利条件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 主要试剂
• 主要仪器
• 第一章 综述
• 1. 病原学
• 2. 分子生物学
• 2.1. 基因组结构
• 2.2. 病毒编码蛋白
• 2.3 基因型分型
• 2.4 血清型分型
• 3. 流行病学
• 4. HEV 的跨种间感染与宿主范围
• 5. HE 流行模式与地理分部
• 6. HEV 的体外细胞培养
• 7. 临床特征与免疫反应
• 8. 发病机理
• 9. 实验室检测方法
• 10. 预防与疫苗研究
• 11. 感染性cDNA 克隆
• 12. HEV 细胞受体研究
• 12.1 抗受体抗体分离受体
• 12.2 抗独特型抗体鉴定受体
• 12.3 亲和层析
• 12.4 病毒覆盖蛋白印迹法
• 12.5 酵母双杂交系统（yeast two－hybrid system）
• 13. HEV 与宿主细胞相互作用
• 14. 问题与展望
• 15. 本研究的目的和意义
• 16. 总体技术路线
• 第二章 HE 的分子流行病学研究
• 第一节 野生动物粪便中HEV 的检测及序列分析
• 1. 材料与方法
• 2. 实验结果
• 3. 讨论
• 第二节 皖北豫皖苏鲁交界地区HEV 流行病学研究
• 1. 材料方法
• 2. 实验结果
• 3. 讨论
• 第三节 华东地区几株HEV 毒株遗传特征分析
• 1. 材料与方法
• 2. 实验结果
• 3. 讨论
• 第三章 HEV 与宿主细胞互作机制的初步探索
• 第一节 猪肝细胞表面HEV 候选受体蛋白的鉴定
• 1. 材料与方法
• 2. 实验结果
• 3. 讨论
• 第二节 肝cDNA 文库中与HEV pORF3 互作蛋白的筛选
• 1 材料与方法
• 2 实验结果
• 3. 讨论
• 第三节 HEV 感染A549 细胞比较蛋白质组学研究
• 1. 材料与方法
• 2. 实验结果
• 3. 讨论
• 全文结论及创新点
• 参考文献
• 攻读博士学位期间已发表及待发表论文
• 致谢