2013-2016 年江西省麻疹病毒分離株H基因特征分析

張艷妮，龔甜，李健雄，施勇，徐剛

（江西省疾病預防控制中心，江西 南昌 330029）

麻疹是一種由麻疹病毒引起,主要經呼吸道傳播的兒童常見傳染病。麻疹病毒屬于副粘病毒科，麻疹病毒屬。WHO 根據麻疹病毒基因信息，將麻疹病毒分為8 個組23 個基因型別[1,2]，但是目前在全世界范圍內流行的只有18 個基因型別[3,4]，麻疹病毒雖然基因型別眾多，但卻只有一個血清型。麻疹病毒基因組有6 個結構基因和2 個非結構基因,而6 個結構基因編碼6 個結構蛋白,其中編碼核蛋白（nucleoprotein,N）基因和血凝素蛋白（hemagglutinin,H）基因是麻疹病毒核苷酸發生變異的主要區域[5]。血凝素蛋白由1854 個核苷酸組成，編碼617個氨基酸。麻疹病毒N 基因C 末端的450 個堿基就可以對麻疹病毒的基因型別做出判定,但是麻疹病毒的中和抗原主要集中在H 基因上,為了更好的掌握江西省麻疹病毒的流行基因型及流行基因型的變異情況，有效防控麻疹的流行，本文對2013-2016 年在麻疹監測中挑選75 株麻疹毒株進行了血凝素（H）基因的序列測定，并與GenBank 中中國麻疹疫苗株和各基因型別的代表株進行序列比對，分析其親緣關系、同源性等變異情況，以期可以為江西省麻疹防控策略的制定和實施提供科學有效的依據[6]。

1 材料與方法

1.1 標本的采集 根據《全國麻疹監測方案》的要求，對報告的疑似麻疹病例，采集出疹3d 內的咽拭子標本,標本采集后保存在3ml 病毒保存運輸液中（含5%牛血清、終濃度2000U/ml 青霉素、200μ/ml 鏈霉素和25μ/m 制霉菌素）。實驗室在收到病原學標本后7d 內完成核酸檢測, 對核酸檢測結果陽性的標本進行麻疹病毒的分離培養。

1.2 麻疹病毒的分離培養 將咽拭子標本接種于生長狀態良好且覆蓋率達到80%~90%的單層Vero-Slam 細胞，吸附1.5h 后棄去上清，斜面管中加入2ml 含2%牛血清的細胞維持液，放37℃培養箱中培養7d，每日觀察細胞生長情況。麻疹病毒可以在Vero-Slam 細胞上可以出現特異性的細胞融合病變,當觀察到CPE 時,可收獲細胞培養液；對未觀察到細胞病變的樣本，連續盲傳3 代，若至第三代結束仍未觀察到CPE,則此標本判斷為陰性。

2 病毒核酸提取、擴增、測序

2.1 核酸提取 取病毒培養物200μl，使用Qiagen公司的Rneasy Mini kit 提取試劑盒提取病毒的總RNA，具體操作步驟見試劑盒使用說明書。

2.2 麻疹病毒的鑒定 麻疹病毒的鑒定使用碩世生物的麻疹風疹雙通道熒光定量RT-PCR 試劑盒進行鑒定，熒光PCR 儀為ABI7300。反應體系及檢測程序均參考試劑盒使用說明書。

2.3 擴增麻疹病毒H 基因全長及序列測定 擴增H 基因的引物參考文獻[8]，擴增體系使用QIAGEN One Step RT-PCR Kit 試劑盒進行RT-PCR 反應，體系配制參考試劑盒使用說明書。反應條件參考文獻[9]。擴增產物送上海生工進行序列測定。

2.4 序列比對分析 使用DNAStar 和MEGA5.0 軟件對獲得的核苷酸序列進行比對分析，并構建進化樹。構建進化樹的麻疹病毒各基因型的參考株和標準株基因序列均從GenBank 下載。各基因型參考株序列登錄號為：AF045201(CHN/93/7)、AF04 5203 (CHN/94/1)、AF045202(CHN/94/7)、AF045196(CHN/93/2)、U03663（Shanghai-191）。

3 結果

3.1 麻疹病毒分離 2013 年-2016 年江西省麻疹風網絡疹實驗室共收到麻疹病毒核酸檢測陽性的咽拭子標本260 例,對260 例標本都進行病毒分離培養，共分離到麻疹病毒株80 株，病毒分離率為30.77%。見表1。

表1 2013 年-2017 年江西省麻疹病毒分離情況

由表1 可以看出，2013 年-2016 年的病毒分離率多在30%左右，只有2014 年的病毒分離率為41.46%，略高與其他3 年。

3.2 熒光-PCR 鑒定結果 經病毒分離培養共獲得80 株病毒分離株，使用碩世生物的麻疹風疹雙通道熒光定量RT-PCR 試劑盒對其進行鑒定，經鑒定，所得到的80 株病毒分離株均為麻疹病毒株。

3.3 H 基因序列結果分析 挑選75 株麻疹病毒株進行H 基因的擴增，擴增的產物直接送上海生工進行序列測定，對測得的序列進行分析拼接，75 株毒株均 H 基因序列的長度均為 1854bp；用MAGE5.0、DNAStar5.0 軟件對得 H 基因序列進行分析比對,各分離株H 基因之間的核苷酸同源性為97.86%~100%,與疫苗株Shanghai-191 H 基因的核苷酸同源94.23%~94.71%, 與H1 基因型代表株CHN/93/7 （AF045201）H 基因的核苷酸同源性為97.69%~98.36%, 與H1a 基因型代表株CHN/93/2（AF045196）H 基因的核苷酸同源性為 98.41%-99.02%, 與 H1c 基因型代表株 CHN/94/7（AF0452 02）H 基因的核苷酸同源性為96.90%~97.58%，與H2 基因型代表株 CHN/94/1 （AF045203）H 基因的核苷酸同源性為96.44%~97.13%。

3.4 H 基因進化樹分析 對75 株麻疹病毒分離株進行核酸提取并擴增H 基因，擴增產物送上海生工進行雙向序列測定，測序結果進行拼接后，獲得75 株麻疹病毒H 基因的序列長度均為1854bp。使用DNASTAR、MAGE5.0 軟件對各個序列之間的同源性進行序列比對分析，并做進化樹，見圖1。

由圖1 可以看出，75 株分離株的 H 基因與H1a 基因型分屬于同一個分支，屬H1a 基因型。但是75 株毒株，又形成了兩個獨立的小分支，其中2013 年和2014 年的11 株毒株位于一個分支上，剩余64 株毒株則集中在另外一個分支上。由64株病毒構成的大分支又可以分為兩個部分,分支一由 40 株毒株（2015 年和 2016 年的毒株）構成，分支二由 24 株毒株（2013 年、2014 年和 2015 年）構成。由此推斷，在 2013 年-2014 年，江西省可能存在兩個病毒傳播連，其中一個 （11 株） 傳播鏈在2014 年以后，消失了；而另一個傳播鏈則繼續在流行傳播，這一傳播鏈中的某一優勢毒株，漸漸取代了其他的毒株，在2015 年和2016 年成為流行株，廣泛傳播。

3.5 氨基酸同源性分析 H 基因共有1854bp,由此可以推斷氨基酸數為617，各分離株之間H 基因氨基酸的同源性為97.7%~100%，與疫苗株Shanghai-191 H 基因氨基酸同源94.50%~95.69%，與H1 基因型代表株 CHN/93/7（AF045201）H 基因的氨基酸同源性為97.04%~98.20%, 與H1a 基因型代表株CHN/93/2 （AF045196）H 基因的氨基酸同源性為98.2%~99.02%，與 H1c 基因型代表株 CHN/94/7（AF045202）H 基 因 氨基 酸 同 源 性 為 96.54%~97.7%，與 H2 基因型代表株 CHN/94/1（AF045203）H 基因氨基酸同源性為96.7%~97.87%。以shanghai-191 的H 基因氨基酸為標準，分析75 株分離毒株的H 基因的氨基酸構成存在的變異。經分析得知，有22 個氨基酸發生了完全置換，完全置換的位點 18 P-S，133 L-F，149 D-N，211 G-S,240 S-N,243 R-G,279 L-F,280 V-I,303 E-G,359 A-F,364 K-N,405 N-S,420 T-A,421 V-A,423 L-P,476 F-L,481 Y-N,484 N-T,506 D-G,562 V-T,576 K-R,609 T-N； 另有19 個位點發生了部分氨基酸的置換。

圖1

4 討論

本研究分析了2013 年-2016 年江西省75 株麻疹毒株進行的H 基因的全序列的測定，測序結果顯示，所有毒株的基因型別均為H1a 基因型，與此前施勇[6]、張艷妮[7]等人監測的 2008-2013 年江西省麻疹毒株基因型別相同,說明從2007 年-2016年, 麻疹病毒H1a 基因型一直是江西省優勢基因型，這與全國的麻疹病毒監測結果是一致的。進化樹結果顯示，H1a 基因型2013 年-2016 年麻疹病毒優勢基因型，但是在傳播過程中，又存在不同的傳播鏈。進化樹顯示，2013 和2014 年的毒株分部于兩個分支中, 說明在2013 年、2014 年有兩個傳播鏈在共同傳播，一個傳播鏈在2014 年以后消失了，這可能與麻疹免疫接種策略有關，適齡兒童及時進行麻疹疫苗的接種，阻斷了病毒的傳播途徑；另一分支中的某一毒株在流行傳播過程中,漸漸成為優勢株，在2015 年、2016 年廣泛流行。各分離株H 基因在氨基酸和核苷酸上的變異性不大，分別為97.7%~100%和 97.86%~100%。但是與疫苗株Shanghai-191 的同源性存在一定差異,有可能是出現抗原漂移。75 株麻疹毒株均保留了5 個糖基化位點中的4 個位點, 只是第5 個位點的氨基酸在240 位由S 變為N，導致了麻疹病毒的一個潛在的糖基化位點的缺失，與文獻報道[10]的中國流行的麻疹病毒的基因特點相一致；單元春[12]、陳國清[13]等人發表的關于麻疹病毒血凝素蛋白變異情況的研究結果與本文相同，即第五個糖基化位點缺失，可能導致麻疹病毒發生抗原漂移。H 基因上的多個氨基酸發生了置換,可能會導致H 蛋白的表面位點發生改變，使中和抗體水平下降，影響疫苗的免疫效果。

我省自2007 年至今流行的優勢株一直是H1基因型[11,6]，但是隨著經濟發展，人員流動速度和規模越來越大,麻疹病毒地域性的流行特點有可能會被打破。近年來，全國多省份相繼發現并報道了麻疹病毒其他基因型，如2012 年上海發現并報道了中國首例輸入性 D8 基因型[5]； 2017 年-2019 年江蘇省發現并報道了輸入性D8 和B3 基因型[14]；福建[15]、遼寧[16]、四川[17]等地也發現并報道了其他的基因型。H 基因決定的H 蛋白，是麻疹病毒重要的中和抗原，更加深入的研究H 基因，進而了解麻疹病毒的抗原是否發生改變。加強麻疹病毒的監測，才有可能及時的發現是否有基因型別其他麻疹病毒在流行，從而為江西省的麻疹免疫策略的制定，提供有效的理論支撐。