中国百日咳鲍特菌分离株的分子流行病学研究

摘要

目的：百日咳是由百日咳鲍特菌感染所引起的一种急性呼吸道传染病，人群普遍易感，尤其以婴幼儿多见。我国全细胞百日咳疫苗（whole-cell pertussis vaccine，WPV）的使用有近50年的历史，而相关百日咳鲍特菌分子流行病学的研究资料较少，本实验对近50年我国收集的百日咳鲍特菌进行了分子水平研究，探讨我国分离百日咳鲍特菌的分子流行病学特点，以便更好的监控和预防百日咳。
　　 方法：对我国1953-2005年间分离的96株百日咳鲍特菌，进行了百日咳鲍特菌的血清型和脉冲场凝胶电泳（PFGE）分析以及其主要毒力因子的基因序列测序，包括百日咳毒素S1亚基（ptxS1）、百日咳粘附素（prn）、气管定居因子（tcfA）、凝集素2（fim2）和凝集素3（fim3）；同时与我国的疫苗生产菌株（CS，P3S10和18530）和世界卫生组织（WHO）参考菌株18323株进行比较。
　　 结合菌株分离时间，分析不同年代流行菌株的基因是否存在抗原漂移现象，血清型分布特点和PFGE型别与基因型的关联。分析百日咳疫苗使用前后流行菌株的基因型和血清型的差异。
　　 结果：血清型分析显示96株临床菌株中共有fim2，fim3，fim2&3三个血清型，fim2和fim2&3血清型菌株主要分布在90年代以前，在90年代后出现了fim3型。
　　 基因序列分析结果显示五个抗原基因均存在多态性现象，pm基因包括6个基因型（pm1，prn2，pm3，pm7，pm10和prn11），ptxS1基因包括4个基因型（ptxS1A，ptxS1B，ptxS1D和ptxS1E），tcfA基因包括4个基因型（tcfA1，tcfA2，tcfA5和tcfA9），fim2基因包括2个基因型（fim2-1和fim2-2）和fim3基因包括3个基因型（fim3A，fim3B和fim3A*）。
　　 临床菌株中的prn基因型中prn1基因型最为常见，占81.3％，含prn2和prn3基因型菌株最初分别在2000和2003年分离获得。含ptxS1A基因型的菌株最初在1963年被分离，并且以后逐渐取代了在50年代的流行ptxS1B和ptxS1D基因型的菌株，到90年代以后所占比例已达到100％。
　　 研究结果显示5个基因组合（pm/pxS1/tcfA/fim2/fim3），即1/A/2/1/A，1/B/2/1/A，7/D/2/2/A，2/A/2/1/13和3/A/2/1/A占所有基因组合的93.5％，这五个基因组合的菌株分别所占比例为60.4％、18.8％、8.3％、3.1％和2.1％。其中被称为旧型的基因组合1/B/2/1/A和7/D/2/2/A的菌株是50年代最流行的基因组合形式，与疫苗生产菌株基因组合一样。到了60年代以后，1/A/2/1/A基因组合的菌株数量增多，含有这种基因组合的细菌逐渐成为主要的流行菌株，2000年后出现了和3/A/2/1/A基因型的菌株和2/A/2/1/B基因型的菌株，后者是目前国外研究中比较流行百日咳菌株的基因组合形式。
　　 通过PFGE分析显示26个PFGE谱型被鉴定，不同的年代流行着不同PFGE谱型的菌株，BPCH2和BPCH3谱型是50年代比较流行菌株主要的谱型所占比例为52％，我国的疫苗生产菌株（cs和P3S10）为BPCH2谱型，疫苗生产菌株18530为BPCH25谱型，在1963-2003年收集的菌株中有49株为BPCHl谱型，占所有研究菌株数量的51％，而此谱型的菌株主要都是prn1/pxS1A基因型的菌株，BPCH6谱型（拥有和BPCH1谱型相同的基因组合形式）的菌株分离于1999年，并且在1999-2003年间所收集的菌株中所占比例达30.8％，聚类分析显示PFGE谱型中ptxS1基因型从ptxA1B向ptxS1A基因型的过渡表现在聚类图中。
　　 PFGE谱型与抗原基因组合prn/pxS1/tcfA/fim2/fim3相关联，6个最常见的PFGE谱型中，除了BPCH1谱型中93.9％的菌株为基因组合形式1/A/2/1/A，其它的谱型100％对应各自不同的基因组合。
　　 在1953-1979年间和1980-2005年间，血清型有变化（P=0.0001）；菌株ptxS1基因型也有变迁（P=0.001）。
　　 结论：我国百日咳鲍特菌处于不断的进化中，血清型和主要抗原基因（ptxS1）发生了漂移，在不同的时期流行着以不同的抗原基因型和PFGE谱型为主的菌株；目前流行百日咳菌株与疫苗生产菌株（CS、18530和P3S10）存在基因水平的差异。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一部分百日咳鲍特菌抗原基因多态性研究

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

第二部分百日咳鲍特菌PFGE的分型研究

前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 百日咳流行病学研究进展

附录

致谢

个人简历