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研究背景荆门蜱病毒(Jingmen tick virus,JMTV)是近年来新发现的人类病原体,蜱是其主要传播媒介。2010年首次在中国湖北省微小牛蜱中发现,目前人感染JMTV的临床报道较少,首次在乌干达红疣猴和科索沃患有致命性克里米亚-刚果出血热(Crimean-Congo haemorrhagic fever,CCHF)的病人身上被发现,强调了JMTV与动物和人类健康的相关性。之后在病人身上取下的蜱和被蜱虫叮咬的病人中同时被发现,提供了JMTV可以经媒介蜱感染人的直接证据。JMTV是全球分布的蜱传病毒并且在进化过程中发生了重组现象,国外主要分布在巴西、芬兰东南部、乌干达、法国、科索沃和老挝等,国内目前有关JMTV的流行病学资料较少,主要在湖北、浙江、黑龙江、广西发现。JMTV能够跨物种屏障感染多种动物宿主,并在人类中引起有症状的感染,如发烧、头痛、乏力和肌痛等。目前仅国内对JMTV在细胞内的生长规律和爪哇花蜱脏器中的定植有研究,对于病毒如何经森林革蜱传播和在脏器中的定植情况尚无研究。因此,本研究除了了解JMTV在我国的分布情况、地理分布特征、遗传特征,同时利用已经分离到的JMTV研究其经媒介蜱的传播规律,有助于做好蜱传病毒的防控和风险的评估,基因组重组也是目前研究其致病性和传染性的关键性问题。研究目的了解JMTV在多个地区采样点和媒介蜱中的流行情况,试图发现是否存在新的蜱种可以感染JMTV,同时增加JMTV在国内的流行病学资料。通过系统发育分析了解JMTV在全球的地理分布特征、遗传多样性、相似性以及可能发生的潜在基因组重组。明确实验室条件下JMTV在森林革蜱内的传播规律。实验方法1.流行病学调查方法:本研究从多个采样点采集蜱虫,从蜱虫中提取病毒核酸并使用特异性引物通过实时荧光定量PCR检测,借助测序技术和数据库比对的方式筛查和确认JMTV。2.系统发育和重组分析方法:从数据库中搜集目前所有的JMTV序列和部分相关病毒序列,使用生物信息分析软件MAFFT 7.450和MEGA 7.0比对序列,系统发育树重构采用Phy ML 3.0软件。病毒基因组序列重组分析使用RDP 4.0和Simplot 3.5.1。3.传播规律研究方法:(1)六周龄雄性Balb/c小鼠和山羊饲喂森林革蜱;(2)使用病毒液体外浸泡媒介蜱;(3)使用实时荧光定量PCR检测不同虫态的被浸泡蜱在不同时间点病毒的拷贝数和被浸泡蜱叮咬后的小鼠组织和脏器内的病毒感染情况;(4)间接免疫荧光实验(IFA)检测被浸泡蜱叮咬后小鼠血清中特异性抗体水平;(5)RNA荧光原位杂交实验(FISH)确认病毒在媒介蜱器官中的分布和定植。研究结果1.流行病学调查结果:共采集1040份蜱虫,游离蜱虫623份,羊和牛身上采集寄生蜱417份,包括6属14种,地区覆盖12省区28个采样点,携带JMTV的蜱种为长角血蜱、微小牛蜱和血红扇头蜱,总阳性率为2.69%(28/1040)。其中山东省采样点JMTV阳性率为3.85%(7/182);四川省德阳市采样点JMTV阳性率为6.90%(2/29),江西省南昌市采样点JMTV阳性率为79.17%(19/24)。2.系统发育和重组分析结果:目前在全球9个国家多个地区发现JMTV,不同国家发现的JMTV形成了良好的地理聚类,宿主包括蜱虫、田鼠、蚊子、非人灵长类、牛、狐蝠(蝙蝠的一种)和人。媒介蜱种类间无明显聚类,长角血蜱、微小牛蜱、爪哇花蜱、蓖子硬蜱、血红扇头蜱等多种蜱可以感染JMTV,能够在不同蜱种间频繁传播。系统发育树表明蜱和宿主之间或不同蜱种之间的JMTV都可以有较近的亲缘关系。JMTV_85基因组片段拓扑结构的不一致和序列重组分析表明病毒进化过程中可能发生了基因组重组事件,在segment 1、2、4中与JMTV_YJ3-3序列相似性较高,在接近于segment3中出现了明显断点,与JMTV_X84-3有较高的序列相似性,断点位置分别在2336和3431。3.传播规律研究结果:实验室条件下采用体外浸泡法研究病毒经媒介蜱的传播,3组若蜱中病毒拷贝数在103.5~104.5copies/m L之间,蜱内病毒拷贝数在15~25天内出现了先增长后降低的趋势;3组二代成蜱中病毒拷贝数在10~4~10~5copies/m L之间。从整体角度分析,发现浸泡后的森林革蜱若蜱和成蜱病毒拷贝数较低且随时间无规律性变化趋势。浸泡后的若蜱蜕皮后没有在二代成蜱中检测到JMTV,病毒无法完成从若蜱到成蜱的传播。分子生物学和血清学实验表明被病毒浸泡后的蜱虫叮咬的小鼠没有发生病毒感染,说明若蜱在进食过程中没有将病毒传播给小鼠,同时森林革蜱成蜱的中肠和唾液腺也没有观察到病毒的定植。研究结论1.流行病学研究结论:没有在新的蜱种中发现JMTV;在山东、四川和江西省采样点新发现JMTV,增加了国内JMTV发生地范围的认识;流行病学数据显示JMTV在全国12省区采样点中的整体感染率较低。微小牛蜱卵中发现JMTV,表明病毒能够在微小牛中完成从母蜱到卵的经卵传播,在一定程度上增加了以该蜱为优势蜱种地域的蜱传病毒的风险,我们应继续扩大研究范围,加强监测力度。2.系统发育和重组分析研究结论:JMTV在全球分布广泛,宿主范围和多样性不断增加,能够跨物种传播和在蜱种间频繁传播。JMTV具有显著遗传相似性和多样性,进化过程中可能发生基因组重组。3.传播规律研究结论:实验室条件下明确了森林革蜱若蜱到成蜱维持JMTV的能力较差,可能不易感染JMTV,携带和传播JMTV的可能性较低。