中国部分地区猪流感病毒的分子流行病学研究

中国部分地区猪流感病毒的分子流行病学研究

论文摘要

猪流感(Swine influenza, SI)是由猪流感病毒(Swine influenza virus, SIV)引起的一种急性高度接触传染性的群发性猪呼吸道疾病,具有重要的兽医和人类公共卫生学意义。为了有效地配合SIV流行病学调查,本研究首先根据SIV的M、HA、NA基因设计了6对引物,分别用于SIV的诊断及H1、H3、H9、N1和N2亚型SIV的快速鉴定。所建立的SIV型和亚型RT-PCR检测方法有很好的特异性,可以检测到102103EID50的SIV,并在初步的临床样品检测中得到了应用。为了了解我国SI的流行情况,2005年~2007年,我们先后在黑龙江、河南、山东、浙江、安徽、江西、北京、广东、广西9个省份的不同猪场,进行了600份样品的采集,分离到22株SIV,其中H1N1亚型1株、H3N2亚型4株、H9N2亚型4株。为了检测这9株SIV对哺乳动物的致病性以及在哺乳动物群体内的水平传播能力,我们进行了小鼠致病性试验,试验结果表明:这9株SIV对小鼠的致病力较弱,不引起明显的临床症状,不具备在小鼠之间水平传播的能力,但在感染后的第4天和第8天可以在小鼠的肺组织中分离到病毒。古典H1N1亚型SIV和禽源H1N1亚型SIV广泛流行于世界范围内的猪群中。关于人源H1N1亚型SIV,世界范围内报道较少。2006年我们在广东省的一猪场分离到1株人源H1N1亚型SIV,并首次在中国进行相关报道。结合华中农业大学最近公布的2株人源H1N1亚型SIV的全基因序列,我们对这3株病毒进行了相关的遗传演化分析。3株SIV的8个基因片段核苷酸同源性分析结果表明,A/swine/Guangdong/96/06与2000年左右的人流感病毒有较高的同源性,8个基因片段核苷酸同源率在98.899.6%之间;A/swine/Tianjin/01/04和A/swine/Henan/01/06与1986年左右的人流感病毒有较高的同源性,8个基因片段核苷酸同源率在98.2100%之间。3株SIV的遗传演化分析结果及HA、NA氨基酸分析结果也均表明,这3株SIV都属于人源谱系的SIV,基本保留了人流感病毒的特性,分别起源于2000年左右的人流感病毒和1986年左右的人流感病毒。这些流感病毒的存在,特别是古老的人流感病毒在猪体内的存在,对我国流感病毒的生态分布和遗传演化研究具有非常重要的意义。猪具有同时感染禽流感病毒和人流感病毒的能力,被认为是新的流感病毒产生的中间宿主和基因混合器。本研究进行了1970~2006年44株H3N2亚型SIV的遗传演化分析,第一次全面总结和报道了完全人源的、二源重组的和三源重组的H3N2亚型SIV在我国猪群的相互存在。早在1970第一株完全人源的H3N2亚型SIV(Hong Kong/68-like)从台湾省的猪群中分离到,此后Victoria/75-like,Syndney/97-like,New York/99-like和Moscow/99-like的SIV陆续从我国的猪群中分离到;在1980年左右,2株三源重组的H3N2亚型SIV在我国出现,并已经被学者们报道;最近,二源重组的H3N2亚型SIV(HA和NA基因来自人流感病毒,PB2、PB1、PA、NP、M和NS基因来自禽流感病毒)和三源重组的H3N2亚型SIV(HA和NA基因来自人流感病毒,NP基因来自古典的H1N1亚型SIV,PB2、PB1、PA、M和NS基因来自禽流感病毒)在我国猪群中被分离到。这些SIV的存在,特别是重组的SIV的存在,充分地证实了猪确实能作为流感病毒产生的“混合器”,具有重要的人类公共卫生意义,进一步强调了加强我国SIV监控的重要性。H9N2亚型禽流感病毒不仅可以感染禽,而且也可以感染猪和人。2007年3月,正值猪呼吸与繁殖综合征(PRRS)发病期间,我们在广西省多个猪场共采集50份左右临床样品,同时进行了PRRSV和SIV的RT-PCR检测,其中有4份样品PRRSV和SIV的检测结果都为阳性,并分离出相应的4株PRRSV和SIV,相应的SIV代表毒株命名为A/swine/Guangxi/7/07(H9N2)。序列分析表明,A/swine/Guangxi/7/07的8个基因片段与A/Pigeon/Nanchang/2-0641/00和A/Wild Duck/Nanchang/2-0480/00有较高的同源性,可能起源于A/Duck/Hong Kong/Y280/97-like H9N2亚型禽流感病毒。为了进一步了解我国禽源H9N2亚型SIV的遗传演化规律,我们从GenBank中调取了另外24株H9N2亚型SIV进行了相关的研究。遗传演化分析表明,这25株禽源H9N2亚型SIV可以划分10个基因型,其中B型的5株病毒起源于A/Duck/Hong Kong/Y280/97,C型的5株病毒起源于A/chicken/Shanghai/F/98,其余的15株存在复杂的重组现象。本研究使我们对我国禽源H9N2亚型SIV的分子进化有了全新的理解,为我国动物流感疫情监测及预防控制提供理论依据。为全面了解SI在我国的流行情况,我们在进行SIV分离鉴定的同时,也开展了SI的血清学调查。2005~2007年,我们先后在9个省份的不同猪场,进行了717份血清样品的采集。通过血凝抑制试验,我们进行人源H1、人源H3、禽源H5、禽源H9亚型SIV抗体的检测,阳性率分别为020.8%、29.697.1%、1.113.2%、6.531.6%,其中以人源H3亚型阳性率最高,说明人源H3亚型SIV可能在我国猪群中相当普遍;人源H1亚型SIV的抗体呈现较低的阳性率,表明人源H1亚型SIV可能零星感染中国的猪群;另外,我们也检测到了猪群中禽源H5和H9亚型流感病毒的抗体。H3亚型SIV是我国猪群流感病毒流行的主要亚型之一,为方便以后H3亚型SIV抗体的检测,我们表达了H3N2亚型SIV的HA1蛋白,建立了基于HA1蛋白的间接ELISA方法,并初步用于临床血清样品抗体的检测。近几年,H5N1亚型禽流感病毒已跨越了“猪-禽”的种间屏障,在我国猪群中存在。为了进一步研究禽源H5N1亚型SIV的致病机制及病毒的结构与功能,本研究选取一株背景清晰的SIV分离株(A/swine/Fujian/NP/01)进行反向遗传平台的构建。目前,我们已经获得了序列准确的8质粒,下游的病毒拯救工作还在继续进行当中。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 二十世纪三次流感大流行的回顾
  • 1.1.1 西班牙流感
  • 1.1.2 亚洲流感
  • 1.1.3 香港流感
  • 1.1.4 其它流感
  • 1.2 猪流感概况
  • 1.2.1 病原及早期历史
  • 1.2.2 猪流感的兽医公共卫生学意义
  • 1.2.3 猪流感的人类公共卫生学意义
  • 1.3 猪流感病毒的分子生物学特性
  • 1.3.1 猪流感病毒形态结构
  • 1.3.2 猪流感病毒基因组的结构及其编码蛋白的功能
  • 1.3.3 猪流感病毒的复制
  • 1.3.4 猪流感病毒种间传播的分子机制
  • 1.3.5 猪流感病毒的变异
  • 1.4 猪流感病毒的流行病学研究进展
  • 1.4.1 古典H1N1 亚型SIV
  • 1.4.2 人源SIV
  • 1.4.3 禽源SIV
  • 1.4.4 其它重组SIV
  • 1.5 本研究的目的和意义
  • 第二章 猪流感病毒型和亚型 RT-PCR 检测方法的建立
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 病毒
  • 2.1.2 试剂
  • 2.1.3 引物的设计及合成
  • 2.1.4 病毒的增殖
  • 2.1.5 病毒RNA 的提取及cDNA 的合成
  • 2.1.6 PCR 扩增
  • 2.1.7 特异性试验
  • 2.1.8 敏感性试验
  • 2.1.9 临床样品的检测
  • 2.2 结果
  • 2.2.1 特异性试验结果
  • 2.2.2 敏感性试验结果
  • 2.2.3 临床样品的检测
  • 2.3 讨论
  • 第三章 猪流感病毒的分离鉴定及其生物学特性的研究
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 试剂
  • 3.1.2 细胞
  • 3.1.3 实验动物
  • 3.1.4 病料的采集和处理
  • 3.1.5 病毒的分离
  • 3.1.6 病毒的纯化
  • 3.1.7 病毒亚型的鉴定
  • 3.1.8 病毒感染力的滴定
  • 3.1.9 小鼠致病性试验
  • 3.2 结果
  • 3.2.1 病毒分离及亚型鉴定结果
  • 3.2.2 病毒感染力的滴定
  • 3.2.3 小鼠致病性实验
  • 3.3 讨论
  • 第四章 人源 H1N1 亚型猪流感病毒的遗传演化分析
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 毒株及其来源
  • 4.1.2 试剂
  • 4.1.3 引物
  • 4.1.4 RNA 的提取与反转录
  • 4.1.5 PCR 与目的片段的扩增
  • 4.1.6 目的片段的克隆
  • 4.1.7 序列测定
  • 4.1.8 序列拼接与分析
  • 4.2 结果
  • 4.2.1 序列测定结果
  • 4.2.2 Blast 分析结果
  • 4.2.3 HA 基因分析
  • 4.2.4 NA 基因分析
  • 4.2.5 PB2 基因分析
  • 4.2.6 PB1 基因分析
  • 4.2.7 PA 基因分析
  • 4.2.8 NP 基因分析
  • 4.2.9 M 基因分析
  • 4.2.10 NS 基因分析
  • 4.3 讨论
  • 第五章 1970~2006 年中国 H3N2 亚型猪流感病毒分子进化的研究
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 试剂
  • 5.1.2 毒株
  • 5.1.3 毒株的地理分布
  • 5.1.4 序列分析
  • 5.2 结果
  • 5.2.1 测序结果
  • 5.2.2 Blast 分析结果
  • 5.2.3 HA 基因核苷酸遗传演化分析
  • 5.2.4 HA 基因氨基酸序列分析
  • 5.2.5 NA 基因的核苷酸遗传演化分析
  • 5.2.6 PB2 基因核苷酸遗传演化分析
  • 5.2.7 PB1 基因核苷酸遗传演化分析
  • 5.2.8 PA 基因核苷酸遗传演化分析
  • 5.2.9 NP 基因核苷酸遗传演化分析
  • 5.2.10 M 基因核苷酸的遗传演化分析
  • 5.2.11 NS 基因核苷酸的遗传演化分析
  • 5.2.12 1970~2006 年中国H3N2 亚型SIV 基因型划分结果
  • 5.3 讨论
  • 第六章 禽源 H9N2 亚型猪流感病毒分子进化的研究
  • 6.1 材料与方法
  • 6.1.1 试剂
  • 6.1.2 临床样品
  • 6.1.3 毒株的地理分布
  • 6.1.4 序列分析
  • 6.2 结果
  • 6.2.1 病毒的分离与鉴定
  • 6.2.2 Blast 分析结果
  • 6.2.3 HA 基因分析
  • 6.2.4 NA 基因分析
  • 6.2.5 PB2 基因系统进化分析
  • 6.2.6 PB1 基因系统进化分析
  • 6.2.7 PA 基因系统进化分析
  • 6.2.8 NP 基因系统进化分析
  • 6.2.9 M 基因系统进化分析
  • 6.2.10 NS 基因系统进化分析
  • 6.2.11 25 株禽源H9N2 亚型SIV 基因型划分结果
  • 6.3 讨论
  • 第七章 猪流感血清学调查的初步研究
  • 7.1 材料与方法
  • 7.1.1 血清样品的采集
  • 7.1.2 血清样品的预处理
  • 7.1.3 血清的检测
  • 7.1.4 H3N2 亚型SIV 重组HA1 蛋白间接ELISA 方法的建立及初步应用
  • 7.2 结果
  • 7.2.1 血清抗体检测结果
  • 7.2.2 H3N2 亚型SIV 重组HA1 蛋白间接ELISA 方法的建立及初步应用
  • 7.3 讨论
  • 第八章 禽源 H5N1 亚型猪流感病毒反向遗传平台的构建
  • 8.1 材料与方法
  • 8.1.1 试剂
  • 8.1.2 毒株
  • 8.1.3 载体
  • 8.1.4 引物
  • 8.1.5 RNA 提取与反转录
  • 8.1.6 八质粒系统的构建
  • 8.2 结果
  • 8.2.1 酶切鉴定 8 质粒系统
  • 8.2.2 PCR 鉴定 8 质粒系统
  • 8.3 讨论
  • 第九章 全文结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 作者简历
  • 相关论文文献

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