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目的: 了解北京地区成人急性上呼吸道感染患者中人冠状病毒OC43(HCoV-OC43)的感染状况,分析其流行病学和临床表现特点以及基因多型性;获得HCoV-OC43的全基因组序列后,对其基因型别分布和进化变异规律进行系统研究,为该病毒大规模流行病学调查和病原生物学研究提供科学依据。 材料与方法: 1.HCoV-OC43检测和检测结果分析方法 收集北京地区2011年1月-2012年1月在北京协和医院与北京第六医院就诊成人急性上呼吸道感染患者的鼻咽拭子样本559份,按照病毒核酸提取试剂盒的操作步骤提取病毒RNA。针对HCoV-OC43病毒的S基因和N基因设计两对引物,采用一步法逆转录PCR方法从鼻咽拭子样本中筛查HCoV-OC43。PCR阳性片段进行序列测定以最终确定为HCoV-OC43感染。同时获得患者的临床资料,将HCoV-OC43的感染情况与患者的临床资料联系,用统计学专用软件SPSS.v17.0分析HCoV-OC43感染与性别、年龄、季节以及各临床表现之间是否有关联。P<0.05认为差异有统计学意义。对HCoV-OC43阳性样本进行了与其他常见呼吸道感染病毒的共感染筛查。另外,我们将所有S基因和N基因阳性片段序列在MAGA5.05软件中进行系统进化树分析,确定基因型别。 2.HCoV-OC43全基因组序列测定方法和基因组特点分析方法 选取高拷贝HCoV-OC43阳性样本2例,提取病毒RNA后分段扩增HCoV-OC43全基因,将PCR片段纯化后与克隆载体连接,每段扩增产物将插入正确片段的阳性质粒至少送5个进行序列测定,最后序列拼接。用各种序列分析软件,ClustalX、BioEdit Sequence Alignment Editor、MAGA5.05和SimPlot来进行生物信息学分析以此总结HCoV-OC43全基因组序列特点。 结果: 1.北京地区成人急性上呼吸道感染患者中HCoV-OC43感染情况及流行株基因型别确定 本次研究的559例鼻咽拭子样本中HCoV-OC43感染阳性70例,感染率为12.52%(95%可信区间:9.78%-15.26%)。8-11月份(秋季)是其流行季节,而性别和各年龄段(青年、中年和老年)的HCoV-OC43发病率没有差异;感染HCoV-OC43后主要临床表现是发热、咽痛、头痛、咳嗽、流涕、鼻塞等,鼻塞是HCoV-OC43感染后较突出的临床表现,呕吐或腹泻等胃肠道症状与HCoV-OC43感染无关。有25例HCoV-OC43感染阳性样本与其他常见呼吸道病毒共感染,共感染率为35.71%(25/70,95%可信区间:24.49%-46.93%)易与鼻病毒、柯萨奇病毒、流感病毒A共感染。基因系统进化分析发现这70例HCoV-OC43感染阳性样本分散于5种不同的进化分支[A、B、C/D、UNT(B)(Untyping Group B型)和UNT(C/D)(UntypingGroup C/D)],基因多型性明显,但主要流行簇为C/D、UNT(B)和UNT(C/D)型3种。 2.HCoV-OC43北京分离株全基因组序列特点 获得名为LY341和LY342两株北京分离株的全基因组序列,长度均为30,714bp,GC含量均为36.62%,系统进化树分析确定为UNT(C/D)型。LY341与LY342主要编码序列及氨基酸序列相似性非常高,都在99%以上,有些编码序列两者的相似性达到100%。两北京分离株与其他7株HCoV-OC43代表株全基因组序列相似性高达95%以上,与越早出现的HCoV-OC43毒株的相似度越低而与越迟出现的HCoV-OC43毒株的相似度就越高。在不同的开放阅读框相似性比较中,两北京分离株在HE基因和S基因的差异性较其他主要开放阅读框大。北京HCoV-OC43分离株(LY341和LY342,UNT(C/D)型)与各基因型发生重组的几率很大,但与已报道的D基因型重组的部位较多,主要在2000-8000bp部位。 结论: 近年北京地区成人急性上呼吸道感染患者中HCoV-OC43检出率为12.52%,其发病无年龄和性别差异。鼻塞是其感染后较突出的临床表现。共感染情况常发生。近年北京地区HCoV-OC43基因多型性明显,主要流行簇为C/D、UNT(B)和UNT(C/D)3种基因型。首次获得北京地区两株HCoV-OC43全基因序列LY341和LY342,发现有与D型重组的现象。