武漢地區(qū)散發(fā)性戊型肝炎分子流行病學(xué)及ORF3功能的研究
發(fā)布時間:2018-05-02 12:27
本文選題:肝炎病毒戊型 + 基因型 ; 參考:《華中科技大學(xué)》2006年博士論文
【摘要】: 戊型肝炎病毒(HEV)是通過糞-口途徑傳播的非甲非乙型肝炎的一個主要病因,在亞洲、非洲和拉丁美洲的一些發(fā)展中國家呈流行或散發(fā)流行,近期研究發(fā)現(xiàn)戊型肝炎散發(fā)發(fā)病率呈上升趨勢。目前在中國戊型肝炎的發(fā)病率大約為10%-20%,其中大部分病例為青少年和成人,也有小部分為兒童和老人。盡管戊型肝炎引起的總體死亡率很低,但孕婦感染HEV后其死亡率可達20%。武漢地區(qū),近年來戊型肝炎散發(fā)發(fā)病呈上升趨勢,而目前臨床上主要通過檢測抗HEV-IgM和抗HEV-IgG來作為診斷指標(biāo)。許多HEV抗原,包括合成肽、ORF3重組蛋白和大多數(shù)ORF2重組蛋白,對急性期血清有較好的活性,但對恢復(fù)期血清的反應(yīng)性則較弱或結(jié)果不易判斷。若用于血清流行病學(xué)研究會明顯低估感染率,在臨床診斷中無法判斷既往感染與近期感染。雖然用于檢測的抗原片斷不斷更新,檢測方法多種多樣,目前市場提供的抗HEV-IgM檢測試劑盒仍由于靈敏度太低而無法滿足臨床診斷需要。因此,可靠的抗戊型肝炎病毒IgM以及IgG診斷試劑的研制,建立新的診斷方法是一個急待解決的問題。 來自世界不同地區(qū)的戊型肝炎病毒核苷酸序列不完全相同,根據(jù)戊型肝炎病毒核苷酸序列的同源性75%以上定義為同一個基因型,可將全球分離的HEV分為8個基因型,至少24個基因亞型。同一個體感染的戊型肝炎病毒核苷酸序列也不完全相同,其差異大約在2-15%,不超出病毒不同的基因型或亞型,稱為準(zhǔn)種。戊型肝炎病毒的異質(zhì)性和臨床特征對于理解其致病特點、建立特異性的珍斷試劑盒以及制備相應(yīng)的疫苗具有重要意義。 HEV基因序列有3個部分重疊的開放讀碼框(ORF),ORF1主要編碼與病毒RNA復(fù)制有關(guān)的非結(jié)構(gòu)蛋白,ORF2為HEV的主要的結(jié)構(gòu)基因編碼區(qū),編碼衣殼蛋白,ORF3僅有369個核苷酸,與ORF1有1nt重疊,與ORF2有328nt重疊,產(chǎn)物含123個氨基酸,分子量為13.5kD。編碼的產(chǎn)物與HEV的特異性免疫反應(yīng)、病毒組裝有關(guān),參與調(diào)節(jié)MAPK細胞信號傳導(dǎo)過程,與腫瘤激活基因101相互作用,ORF3的功能特點類似慢性肝炎的過程,其功能亦不明了。 為此,本課題對在武漢同濟醫(yī)院住院及門診就診的戊型肝炎病人進行了流行病學(xué)調(diào)查及基因分型,建立了用免疫吸附測定法(ELISA)檢測病人血清中的抗-HEV IgA的方法,顯示其在戊型肝炎診斷中的必要性。同時我們成功地構(gòu)建了重組pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3融合蛋白的真核表達載體,并且在HepG2細胞系上獲得了穩(wěn)定表達,最后我們探討了他們對HepG2細胞系增殖和凋亡的影響,為進一步研究ORF3功能奠定了基礎(chǔ)。 目的 1.研究武漢地區(qū)戊型肝炎病毒(HEV)流行病學(xué)特點及基因分型,了解我國戊型肝炎病毒異質(zhì)性分布特點,尋求基因型別與疾病臨床轉(zhuǎn)歸的關(guān)系。 2.建立酶聯(lián)免疫吸附檢測血清抗HEV-IgA的方法,試圖提高HEV診斷的敏感性、特異性。 3.研究HEV開放讀碼框架3(ORF3)基因序列的準(zhǔn)種特點,從基因水平尋找ORF3功能的基礎(chǔ)。 4.構(gòu)建表達戊型肝炎病毒(HEV)pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3融合蛋白的真核表達載體;獲得重組質(zhì)粒穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的HepG2細胞系,為HEV ORF3功能的研究作前期準(zhǔn)備。 5.初步研究pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3融合蛋白對HepG2細胞的增殖和凋亡作用。 方法 1.收集從2003年8月-2004年8月同濟醫(yī)院就診的急性戊型肝炎患者916例,應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄-套式聚合酶鏈反應(yīng)法(RT-nested-PCR),擴增HEV開放讀碼框架2(ORF2)的部分序列120份,選取其中25份進行測序,結(jié)果用Clustal X和Treeview軟件比較武漢地區(qū)HEV序列與4個HEV主要代表株序列。 2.應(yīng)用北京萬泰公司商品化基因重組HEV ORF-2/ORF-3抗原預(yù)包被的酶標(biāo)板,HRP標(biāo)記羊抗人IgA建立檢測血清抗HEV-IgA的方法。酶聯(lián)免疫試驗檢測60例HEV RNA陽性戊型肝炎患者不同時間段血清抗HEV-IgA、抗HEV-IgM(捕獲法)、抗HEV-IgG水平。 3.在經(jīng)測序證實HEV血樣本中,挑選2份標(biāo)本,擴增其中HEV開放讀碼框架3(ORF3)的全部序列,克隆入pMD18-T Vector,其中1例挑選30個克隆進行測序。 4.利用PCR技術(shù)從HEV基因組中擴增出ORF3基因片斷,EcolⅠ/BamHⅠ雙酶切后分別連接到經(jīng)同樣酶切的pEGFP-N2和pXF2RH真核表達載體,轉(zhuǎn)化DH5α菌株感受態(tài)細胞,獲得陽性重組質(zhì)粒pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3。將陽性克隆用脂質(zhì)體法轉(zhuǎn)染HepG2細胞,G418篩選抗性克隆,在熒光顯微鏡下觀察pEGFP-ORF3增強型綠熒光蛋白表達,SDS-PAGE、Western blot分析鑒定pXF2RH-ORF3融合蛋白的表達。 5.用MTT比色法測定細胞增殖情況,流式細胞儀碘化丙啶染色法檢測細胞周期和細胞凋亡情況。 結(jié)果 1.25例散發(fā)性戊型肝炎病毒,核苷酸同源性在82.61-98.55%,與Ⅰ型(緬甸株)、Ⅱ型(墨西哥株)、Ⅲ型(美國株)、Ⅳ型(中國/臺灣株)核苷酸同源性分別為76.52-81.74%、70.43-73.04%、76.52-81.16%和84.35-88.70%。系統(tǒng)進化樹顯示它們至少可分為三個亞型。 2.60例戊型肝炎患者血清抗HEV-IgA、抗HEV-IgM全部陽性。410例非戊型肝炎病人中,6例抗HEV-IgA陽性,7例抗HEV-IgM,除1例抗HEV-IgA、抗HEV-IgM同時陽性外(隱性感染),其余均為單陽性,抗HEV-IgG和HEV RNA陰性。動態(tài)檢測戊型肝炎患者血清HEV RNA、抗HEV-IgA、抗HEV-IgM和抗HEV-IgG,發(fā)現(xiàn)急性戊型肝炎血清HEV RNA持續(xù)陽性至病后2月(20±11d),抗HEV-IgA、抗HEV-IgM陽性持續(xù)整個觀察期,半數(shù)陽性率分別持續(xù)3個月和4個月,從病后第2個月起,,抗HEV-IgA、抗HEV-IgM陽性率在同月相比,差異有顯著意義。 3.2例ORF3區(qū)全基因組堿基序列同源性為90.43%~93.62%,來源于同一患者ORF3區(qū)全基因組不同克隆之間的堿基序列同源性為97.97%~99.71%,與Ⅳ型(中國/臺灣株)核苷酸同源性為89.86%~99.71%。ORF3區(qū)可檢出點突變、缺失突變、短序列的插入突變。 4.真核表達載體轉(zhuǎn)染HepG2細胞,經(jīng)持續(xù)G418壓力篩選和有限稀釋法克隆化獲得穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的細胞系,細胞內(nèi)表達增強型綠熒光蛋白,SDS-PAGE在28.5kD左右蛋白表達量明顯高于對照組,Western blot在28.5kD左右有一條強的棕色條帶,說明pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3在HepG2細胞中得到表達。 5.pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3轉(zhuǎn)染組的HepG2細胞的增殖速度比未轉(zhuǎn)染組和空載體轉(zhuǎn)染組細胞輕度升高,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。轉(zhuǎn)染的腫瘤細胞株HepG2的細胞周期分布是G1=68.09%和67.1%,S=19.50%和19.0%,G2=12.41%和13.9%,凋亡率為0.83%和0.86%;未轉(zhuǎn)染HepG2細胞周期分布是G1=72.15%,S=14.91%,G2=12.95%,凋亡率為1.41%,差異無統(tǒng)計學(xué)意義。流式細胞儀檢測細胞凋亡峰不明顯。 結(jié)論 1.武漢地區(qū)散發(fā)性戊型肝炎患者以HEVⅣ型感染為主。散發(fā)性戊型肝炎發(fā)病率呈上升趨勢,發(fā)病年齡以30歲至59歲為主,男∶女之比約為3.3∶1,全年均可發(fā)病,3-6月為高峰季節(jié)。 2.成功建立檢測血清抗HEV-IgA的方法,戊型肝炎患者抗HEV-IgA陽性率較抗HEV-IgM陽性率特異性強、持續(xù)時間長。聯(lián)合HEV-IgM和抗HEV-IgA檢測,可提高急性戊型肝炎診斷的敏感性。 3.多個克隆測序結(jié)果提示患者體內(nèi)HEV呈現(xiàn)準(zhǔn)種群共存,HEV-ORF3 C末端2個富含脯氨酸區(qū)多有點突變,點突變不影響脯氨酸表達。 4.在HepG2細胞中高表達pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3融合蛋白,可獲得大量融合蛋白。 5.轉(zhuǎn)染pEGFP-ORF3和pXF2RH-ORF3融合蛋白的真核表達載體對HepG2細胞增殖速度與細胞凋亡無明顯影響。 本研究的創(chuàng)新點 1.首次研究武漢地區(qū)戊型肝炎病毒(HEV)流行病學(xué)特點、基因分型和HEV開放讀碼框架3(ORF3)基因序列的準(zhǔn)種特點。 2.初步建立了酶聯(lián)免疫吸附檢測血清抗HEV-IgA的方法。 3.首次在HepG2細胞表達HEV開放讀碼框架3(ORF3)基因編碼融合蛋白,該蛋白沒有引起HepG2細胞明顯的凋亡,是否對細胞有增殖作用有待進一步研究。 研究意義 1.HEV病毒基因分型的研究可以加強對病毒起源及進化的認(rèn)識;有助于分析戊型肝炎在全球范圍內(nèi)的地理分布特征,更好地了解HEV變異性和流行病學(xué)特征;了解其基因異質(zhì)性與抗原異質(zhì)性之間的關(guān)系,可以考慮建立不同基因型HEV感染的檢測方法,提高檢測特異性,進而避免因抗體特異性減弱或降低而導(dǎo)致的誤診?傊畬Σ《镜呐R床治療和預(yù)防都有著重要的意義。 2.戊型肝炎病毒(HEV)感染的診斷主要依賴于可靠的檢測方法,目前臨床常檢測抗-HEV IgG及IgM?-HEV IgG出現(xiàn)早,檢出率高,但持續(xù)時間長,發(fā)病后6~12個月大部分患者抗-HEV IgG仍然陽性,因此無法區(qū)分是急性戊型肝炎還是既往HEV感染?-HEV IgM出現(xiàn)早,發(fā)病三個月以后基本轉(zhuǎn)陰,是急性戊型肝炎的特異指標(biāo),但檢測的靈敏度不高(60%~70%)。因而在戊型肝炎診斷中有一定的局限性,抗HEV-IgA可作為戊型肝炎近期感染的輔助抗體,同時檢測抗-HEV IgA,可提高診斷率和檢測敏感性,還協(xié)助假陽性的判斷,有利于正確診斷。 3.戊型肝炎病毒感染,臨床癥狀顯著者多是15-30歲年輕人,死亡率0.5-3.0%,孕婦死亡率高達20%。其發(fā)病機制可能有病毒直接損傷肝細胞和免疫損傷參與,詳細機制不明。ORF3是胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)和應(yīng)激活化蛋白激酶/C-Jun N端激酶等MAPK超家族激酶的底物,可能參與細胞的生長、凋亡過程。ORF3功能的研究有利于進一步了解HEV致病機制及確定治療方案。
[Abstract]:Hepatitis E virus ( HEV ) is a major cause of non - A non - hepatitis B transmitted through the feces - oral route . In some developing countries in Asia , Africa and Latin America , the incidence of hepatitis E is increasing .
The hepatitis E virus nucleotide sequence from different regions of the world is not identical , and is defined as the same genotype according to the homology of 75 percent of the hepatitis E virus nucleotide sequence , and the HEV can be divided into 8 genotypes and at least 24 gene subtypes according to the homology of the hepatitis E virus nucleotide sequence .
There are three partially overlapping open reading frames ( ORFs ) in the gene sequence of HEV . ORF1 mainly encodes the non - structural protein related to viral RNA replication , the main structural gene coding region of HEV , the capsid protein , ORF3 only 369 nucleotides , the product contains 123 amino acids , the molecular weight is 13.5kD . The encoded product is related to the specific immune response and viral assembly of HEV . The function of ORF3 is similar to that of chronic hepatitis . The function of ORF3 is unknown .
In this paper , the epidemiological investigation and genotyping of hepatitis E patients in hospitalized and outpatient clinics in Tongji Hospital of Wuhan were carried out . The necessity of ELISA for detecting anti - HEV IgA in sera of patients with hepatitis E was established .
Purpose
1 . To study the epidemiological characteristics and genotyping of hepatitis E virus ( HEV ) in Wuhan , and to find out the characteristics of the heterogeneity of hepatitis E virus in China , and to seek the relationship between genotype and clinical outcome of disease .
2 . Establish enzyme - linked immunosorbent assay ( ELISA ) to detect anti - HEV - IgA in serum , and try to improve the sensitivity and specificity of HEV diagnosis .
3 . To study the characteristics of ORF3 gene sequence in HEV open reading frame 3 ( ORF3 ) , and find out the basis of ORF3 function from gene level .
4 . constructing a eukaryotic expression vector expressing the fusion protein of the recombinant hepatitis E virus ( HEV ) and the pXF2RH - ORF3 fusion protein ;
The HepG2 cell line stably transfected with the recombinant plasmid was obtained and prepared for the study of the function of the HEV ORF3 .
5 . The proliferation and apoptosis of HepG2 cells were studied by using the fusion protein of pXF2RH - ORF3 fusion protein .
method
1 . 916 cases of acute hepatitis E from August 2003 to August 2004 were collected . Reverse transcription - nested polymerase chain reaction ( RT - nested - PCR ) was used to amplify 120 parts of the sequence of HEV open reading frame 2 ( ORF 2 ) . Twenty - five of them were sequenced . The results showed that the sequences of HEV in Wuhan were compared with four HEV sequences .
2 . ELISA was used to detect anti - HEV - IgA in sera of 60 HEV RNA - positive patients with HEV RNA positive HEV - IgA , anti - HEV - IgM ( capture method ) and anti - HEV - IgG level in 60 HEV RNA - positive patients with HEV RNA positive HEV .
3 . In the blood samples confirmed by sequencing , two specimens were selected to amplify the entire sequence of the HEV open reading frame 3 ( ORF3 ) , and cloned into pMD18 - T Vector , among which one selected 30 clones for sequencing .
4 . The ORF3 gene fragment was amplified from the genome of HEV by PCR . Ecol 鈪
本文編號:1833925
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