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人偏肺病毒(humanmetapneumovirus,hMPV)是5岁以下婴幼儿急性呼吸道感染的重要病毒,hMPV感染常导致严重疾病,儿童、老年人和免疫缺陷病人是hMPV的易感人群。但目前对hMPV在成人中的流行率不清,并且大部分研究集中于hMPV在冬春季等流感高发季的流行特点研究,hMPV在其他季节的流行特点不明,hMPV亚型流行的分子进化机制仍需进一步阐述。本研究拟通过对hMPV流行和系统进化动力学特点的研究,初步揭示hMPV在成人和儿童中的流行特征和hMPV_A2亚型持续性高流行的分子进化机制,为hMPV临床负担评估和监测、预警提供数据参考。
1.人偏肺病毒流行特点研究
本研究对成人和儿童急性呼吸道感染病例中hMPV的流行特点进行了研究。选取2008年07月至2010年06月收集的北京地区急性呼吸道感染病例标本,建立了SYBRGreenRT-PCR方法进行hmPV筛查。其中成人2936例,hMPV的平均月检出率、高流行季平均月检出率和最高月检出率分别为1.7%、3.4%和7.3%;儿童1277例,hMPV的平均月检出率、高流行季平均月检出率和最高月检出率分别为3.4%、8.7%和14.2%。hMPV在成人和儿童群体中的季节流行特点相似,均在2008-09年冬春季和2010年春夏季呈高流行。hMPV在5岁以下儿童检出率显著高于6-14岁儿童,其中hMPV-A2在0.5-5岁儿童中的检出率显著高于<0.5岁和6-14岁儿童。hMPV在15-25岁成人中的检出率显著低于26岁以上成人,其中hMPVA2在65岁以上成人中的检出率显著高于65岁以下成人。
对hMPV亚型分子流行特点的研究发现,hMPV-A2亚型在儿童hMPV高流行季的检出率显著高于B1和B2亚型,并且hMPVA2亚型在0.5-1岁儿童中的检出率显著高于B1和B2亚型,而hMPV各亚型在其他季节和年龄段人群中检出率并无显著差异。对1999-2009年hMPV各亚型的全球流行情况分析发现,hMPVA2亚型在2001-2007年间持续高流行,多篇文献也报道了hMPVA2亚型在世界各地的持续高流行,这一特点与hMPV亚型的交替高流行现象不同。
2.人偏肺病毒系统进化动力学特点研究
为从分子进化角度阐述hMPA2亚型持续高流行的原因,本研究运用系统进化动力学(phylodynamics)方法,通过对hMPV各亚型基因选择压力、遗传多样性、时序进化特征、空间传播路径等的比较研究,初步阐述了hMPV-A2亚型多年持续高流行的原因。
hMPV-A2亚型主要抗原基因具有与其他亚型不同的系统进化动力学特点。hMPV-A2亚型趋异变异速率最高,阳性选择位点数量最多,“时序突变热点”数量最多、形式最丰富,遗传多样性水平最高。hMPV-A2亚型上述与其他亚型不同的系统进化动力学特点使其具备了更强的适应性进化能力,可能是其持续高流行的原因。hMPV-A2b亚系的全球流行特点和系统进化动力学特点与hMPVA2亚型相似,可能是hMPV_A2亚型非典型高流行的关键亚系。
综上所述,本研究对hMPV在北京地区儿童和成人急性呼吸道感染病例中的流行特点进行了初步研究,获得的儿童和健康成人中hMPV的流行率、季节和年龄分布特点、亚型流行特征等数据,为hMPV临床负担的评估提供了参考信息。本研究还运用系统进化动力学手段初步阐述了hMPV_A2亚型持续高流行的原因,为hMPV的监测和预警提供了科学依据。