【摘要】：乙型腦炎(Japanese Encephalitis, JE),簡稱乙腦,是目前全世界無可爭議的最嚴重的病毒性腦炎,發(fā)病率和病死率高,后遺癥嚴重。乙腦病毒(Japanese Encephalitis virus, JEV)是蚊傳蟲媒病毒,可以被多種蚊蟲攜帶和傳播,豬是其主要的儲存宿主,鳥被認為是乙腦病毒的傳播宿主,人和馬是乙腦病毒的終末宿主。本研究的目的是通過對優(yōu)勢基因型別乙腦病毒進行時空動力學研究分析,尋找乙腦病毒的播散規(guī)律和播散特點以及可能影響乙腦病毒傳播的因素,預測乙腦病毒將來的分布變化趨勢,為全球乙腦的預防控制提供依據(jù)。 湖北省位于我國中南部,長江中游,每年降水充沛,具有豐富的蚊蟲媒介種類。湖北省曾是蚊傳蟲媒病毒病乙腦的高發(fā)地區(qū),湖北省是否還存在其他蚊傳蟲媒病毒,至今缺乏系統(tǒng)的調查研究。為系統(tǒng)了解湖北省蚊傳蟲媒病毒的分布情況及其種類,為當?shù)叵x媒病毒病的預防控制提供理論依據(jù),本研究在2009年和2010年7-8月份,分別在湖北省的東西南北中挑選武穴市、通城縣、恩施州、神農(nóng)架林區(qū)、江陵縣和隨州市等6個地區(qū)進行蚊蟲采集,并通過病毒分離和序列分析確定該地區(qū)的蟲媒病毒種類、分布及分子生物學特征。 1.乙腦病毒時空動力學分析 本研究首先測定了中國2005-2010年在湖北、重慶、江西、山東、遼寧和云南省新分離的22株基因1型乙腦病毒的E基因序列,其中包括本研究2010年在湖北省新分離的乙腦病毒株,填補了湖北、重慶、江西等亞洲中部區(qū)域乙腦病毒的空白,為乙腦病毒時空動力學分析提供了條件。繼而利用GenBank下載乙腦病毒序列,最終構建了本研究時空動力學分析所用的涵蓋所有乙腦流行區(qū)域和多種媒介宿主的優(yōu)勢基因型別乙腦病毒序列數(shù)據(jù)集,共包括359株基因1型乙腦病毒的E基因序列。 本研究采用貝葉斯馬爾科夫蒙特卡洛方法對上述數(shù)據(jù)集進行乙腦病毒的分子進化分析,結果顯示分布在不同區(qū)域的乙腦病毒形成了相對獨立的病毒進化特征,并分別在亞洲最南部地區(qū)、亞洲東部沿海地區(qū)、亞洲西部地區(qū)和亞洲中部地區(qū)形成循環(huán)。進一步分析發(fā)現(xiàn)在以上4個地區(qū)形成的獨立進化分支中都具有來自最南部地區(qū)的病毒,且最南部地區(qū)的病毒大都是每個分支中最早分化出來的病毒；另外,每個獨立進化分支中最南部地區(qū)分離的毒株具有廣泛的時間跨度,以上結果說明亞洲最南部地區(qū)分離的乙腦病毒既體現(xiàn)了種群多樣性又維持了種群穩(wěn)定性,提示亞洲大陸最南部地區(qū)在乙腦病毒向亞洲大陸傳播的過程中擔當了重要的源泉地區(qū)作用。本研究還討論了乙腦病毒的傳播路線,發(fā)現(xiàn)乙腦病毒在亞洲存在由南向北的傳播特點,主要通過3條傳播路線,而三條傳播路線分別與候鳥在亞洲的遷徙路線吻合,提示候鳥在乙腦病毒遠距離傳播中發(fā)揮重要的作用。 優(yōu)勢基因型別乙腦病毒的種群動態(tài)分析顯示乙腦病毒在傳播和地域播散過程中經(jīng)歷了平緩—快速增長—下降—平緩的種群變化�；诜N群動態(tài)Skyline plots的時間節(jié)點對4個地域循環(huán)中毒株的分離時間進行分析,進一步證實了亞洲大陸最南部地區(qū)是乙腦病毒的源泉地區(qū)。 乙腦病毒系統(tǒng)發(fā)生分析的結果顯示乙腦病毒具有地域分布特征,但也存在毒株地域混合現(xiàn)象,提示乙腦病毒的分布分化機制除了族群結構分化外,還可能存在遷移事件(基因漂移)。因此,為詳細地了解乙腦病毒的空間動力學特征,本研究還采用Migraphyla軟件對乙腦病毒傳播的空間動力學特征進行分析,結果顯示乙腦病毒在亞洲的播散存在頻繁的遷徙事件,遷徙事件也是促成乙腦病毒地域分布分化的重要方式。更進一步的分析發(fā)現(xiàn),泰國、上海、山東、四川和越南是乙腦病毒重要的遷徙源泉地區(qū)。泰國是乙腦病毒向亞洲西部、東亞傳播的主要源泉地區(qū)；上海維持了乙腦病毒在東亞沿海地區(qū)的循環(huán)；山東是乙腦病毒從沿海地區(qū)向中國內(nèi)陸地區(qū)傳播的源泉地區(qū)；四川維持了乙腦病毒在中國內(nèi)陸的循環(huán)；而越南則是乙腦病毒從東南亞地區(qū)向中國內(nèi)陸省份傳播的源泉。 2.湖北省蟲媒病毒調查 本研究在2009年和2010年的7-8月在分別在湖北省武穴市、通城縣、恩施州、神農(nóng)架林區(qū)、江陵縣和隨州市等6個地區(qū)采集蚊蟲標本,共采集三帶喙庫蚊、中華按蚊、騷擾阿蚊、致倦庫蚊和未分類雜蚊等3屬5種共計22,269只蚊蟲標本。三帶喙庫蚊是武穴市、通城縣、隨州市和江陵縣的優(yōu)勢蚊種,致倦庫蚊是恩施州的優(yōu)勢蚊種,在神農(nóng)架林區(qū)主要采集到騷擾阿蚊。對所有標本分272批進行研磨和病毒分離,結果分離到42個陽性分離物,來自4個蚊種——三帶喙庫蚊、致倦庫蚊、騷擾阿蚊和中華按蚊。經(jīng)過系統(tǒng)鑒定,共得到33株乙腦病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)、6株蓋塔病毒(Getah virus, GETV)(?)口4株版納病毒(Banna virus, BAV)。從三帶喙庫蚊和致倦庫蚊中分離到的病毒最多,分別是21株和15株,而且3種病毒都從三帶喙庫蚊中分離到；從恩施州分離的病毒最多,為31株；恩施州致倦庫蚊中乙腦病毒的批次陽性率和現(xiàn)場最低感染率最高,分別為53.6%和1：103.3,其次是恩施州三帶喙庫蚊中乙腦病毒的批次陽性率和現(xiàn)場最低感染率最高,分別為44.4%和1：128.8。 新分離病毒分子生物學特征分析顯示,所有33株JEV均為基因Ⅰ型病毒,分離株之間E基因核苷酸和氨基酸序列同源性為98.7%-100%和99.8%-100%。新分離JEV與疫苗株SA14-14-2在E基因區(qū)段存在14處共同的氨基酸差異,但差異位點均不處于決定抗原性的關鍵氨基酸位點。新分離GETV與我國2002年分離株HB0234、YN0540和韓國2004年分離株Korea的進化關系最近,位于同一個進化分支中；而與俄羅斯分離株LEIV/16275的進化關系較遠。新分離BAV第12片段核苷酸之間的同源性為100%,第12片段核苷酸和VP12蛋白序列中存在多個不同于其它地域分離株的共同差異位點,進化分析顯示所有新分離株與中國北京和云南的分離株以及越南分離株處于同一亞群。 本研究的意義 本研究首次在全球范圍內(nèi)開展了乙腦病毒的時空動力學分析,闡明了乙腦病毒在亞洲的播散特征和播散方式,首次發(fā)現(xiàn)乙腦病毒的傳播存在地域分布特征和播散源泉地區(qū),首次發(fā)現(xiàn)遷徙事件是乙腦病毒重要的分布分化機制,并首次從系統(tǒng)進化角度揭示候鳥在乙腦病毒遠距離傳播中具有重要的作用。研究結果還提示乙腦病毒存在向歐洲等傳統(tǒng)非流行區(qū)傳播的可能性,為全球乙腦的預防控制提供了重要依據(jù)。 本研究還對湖北省部分地區(qū)進行了蟲媒病毒調查,分離到乙腦病毒、蓋塔病毒和版納病毒等3種蟲媒病毒,并發(fā)現(xiàn)庫蚊是湖北市攜帶病毒最多的蚊種。蓋塔病毒和版納病毒為湖北省首次分離；乙腦病毒在湖北的分離也填補了乙腦病毒在亞洲中部的空白,為乙腦病毒時空動力學分析提供了條件。本研究還明確了湖北省新分離病毒與國內(nèi)外分離株之間的分子生物學差異,豐富了我國和湖北省蟲媒病毒信息,為深入開展研究提供了基礎數(shù)據(jù),也為了解當?shù)貍魅静〔∫蛞约胺e極預防和控制相關蟲媒病毒疾病提供了重要的資料信息。
【學位授予單位】：中國疾病預防控制中心
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R373

【參考文獻】

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本文編號：2603473