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2014-2019年青岛市A型流感病毒进化分析

赵丹 张晓月 董礼艳 孙睿 汪照国 高汝钦

赵丹, 张晓月, 董礼艳, 孙睿, 汪照国, 高汝钦. 2014-2019年青岛市A型流感病毒进化分析[J]. 中华疾病控制杂志, 2020, 24(5): 579-585. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.05.016
引用本文: 赵丹, 张晓月, 董礼艳, 孙睿, 汪照国, 高汝钦. 2014-2019年青岛市A型流感病毒进化分析[J]. 中华疾病控制杂志, 2020, 24(5): 579-585. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.05.016
ZHAO Dan, ZHANG Xiao-yue, DONG Li-yan, SUN Rui, WANG Zhao-guo, GAO Ru-qin. Evolutionary analysis of influenza A viruses in Qingdao from 2014 to 2019[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2020, 24(5): 579-585. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.05.016
Citation: ZHAO Dan, ZHANG Xiao-yue, DONG Li-yan, SUN Rui, WANG Zhao-guo, GAO Ru-qin. Evolutionary analysis of influenza A viruses in Qingdao from 2014 to 2019[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2020, 24(5): 579-585. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.05.016

2014-2019年青岛市A型流感病毒进化分析

doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2020.05.016
基金项目: 青岛市民生科技计划项目(17-3-3-2-nsh)
详细信息
    通讯作者:

    高汝钦, E-mail:gaoruqin@sohu.com

  • 中图分类号: R181

Evolutionary analysis of influenza A viruses in Qingdao from 2014 to 2019

Funds: Livelihood and Science Program of Qingdao(17-3-3-2-nsh)
More Information
  • 摘要:   目的   了解2014-2019年青岛市人群A型流感病毒(influenza A virus, IAV)流行病学和遗传特征。   方法   提取9 807份流感样病例咽拭子标本的病毒RNA, 采用多重实时反转录PCR方法鉴定分型; 采用一步法反转录PCR扩增IAV血凝素(hemagglutinin, HA)和神经氨酸酶(neuraminidase, NA)基因, 并进行序列测定和基因分析。   结果   2014-2019年青岛市流感病毒流行具有北半球典型季节性流感特征。夏季小量流行主要是H3N2。青岛市IAV中H1N1pdm09和H3N2分别占57.6%和42.4%, 并呈现交替流行。基因群分属于6B和3C。两者HA和NA基因进化都处在净化选择下, 但抗原进化可能具有不同的进化模式。与2009年毒株相比, 2019年青岛市H1N1pdm09和H3N2的HA分别已发生21个和30个氨基酸替换, 均主要发生在头部, 分别包含5个和18个抗原位点。H1N1pdm09检测到两株神经氨酸酶抑制剂抗性突变, 1株为H275Y突变, 另1株为S247N突变; H3N2中未发现NAI抗性突变。   结论   H1N1pdm09和H3N2是2014-2019年青岛市季节性IAV中的主要组分, 进化迅速。加强流感监测和研究十分必要, 流感疫苗株需要及时更新。
  • 图  1  2014-2019年青岛市流感病毒流行的时间分布

    Figure  1.  Time distribution of influenza viruses in Qingdao from 2014 to 2019

    图  2  2014-2019年青岛市pH1N1的HA和NA基因系统进化分析

    注:(A)为HA, (B)为NA。○标注为参考株, ■标注为2015-2016年毒株, ▲标注为2016-2017年毒株; ▼标注为2017-2018年毒株; ◆标注为2018-2019年毒株; Bootstrap进行1 000次运算, > 70数值列于各节点。

    Figure  2.  Phylogenetic trees of HA and NA nucleotide sequences of pH1N1 viruses in Qingdao from 2014 to 2019

    图  3  2014-2019年青岛市H3N2的HA和NA基因系统进化分析

    注:(A)为HA, (B)为NA。○标注为参考株, ●标注为2014-2015年毒株, ■标注为2015-2016年毒株, ▲标注为2016-2017年毒株; ▼标注为2017-2018年毒株; ◆标注为2018-2019年毒株; Bootstrap进行1 000次运算, > 70数值列于各节点。

    Figure  3.  Phylogenetic trees of HA and NA nucleotide sequences of H3N2 viruses in Qingdao from 2014 to 2019

    图  4  2019年青岛pH1N1和H3N2毒株HA蛋白的三维结构

    注:黑色圆球标注为氨基酸变异位点。

    Figure  4.  The 3D crystal structures of HAs of pH1N1 and H3N2 viruses circulated in 2019

    表  1  2014-2019年青岛市流感病毒检测阳性率

    Table  1.   Positive rate of influenza virus in Qingdao from 2014 to 2019

    年度 阳性数(例) 样本总数(例) 阳性率[%(95%CI)] 基因型(例)
    IBV pH1N1 H3N2
    2014- 190 2 004 9.5(8.2~10.8) 106 0 84
    2015- 249 2 026 12.3(10.9~13.7) 140 95 14
    2016- 184 1 967 9.4(8.1~10.6) 14 15 155
    2017- 372 1 890 19.7(17.9~21.5) 207 142 23
    2018-2019 239 1 920 12.4(11.0~13.9) 22 177 40
    合计 1 234 9 807 12.6(11.9~13.2) 489 429 316
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    表  2  2014-2019年青岛市pH1N1和H3N2基因进化速率和阳性选择分析

    Table  2.   Evolution rate and positive selection for HA and NA genes of pH1N1 and H3N2 viruses in Qingdao from 2014 to 2019

    序列数 核苷酸替代速率(×10-3) 阳性选择位点
    平均值 95%HPD SLAC FEL
    ω平均值 数量 位点 ω平均值 数量 位点
    H1 60 3.56 2.61~4.46 0.240 0 - 0.240 0 -
    H3 54 2.12 1.55~2.69 0.242 0 - 0.242 0 -
    N1 60 2.80 2.07~3.56 0.368 0 - 0.368 0 -
    N2 54 2.51 1.82~3.24 0.175 0 - 0.175 0 -
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    表  3  pH1N1和H3N2基因群主要分支的HA特征位点变异

    Table  3.   Feature of amino acid substitutions identified in HAs of pH1N1 and H3N2 viruses

    亚型 分支 特征变异位点
    pH1N1 6B D97N、K163Q、S185T、S203T、A256T、K283E、E374K、S451N、E499K
    6B.1 S84N、S162N、I216T
    6B.2 V152T、V173I、E491G、D501E
    6B.1A S74R、S164T、I295V
    H3N2 3C.3a T128A、A138S、R142G、N145S、F159S、N225D
    3C.2a L3I、N145S、F159Y、K160T、N225D、Q311H、D489N
    3C.2a1 N171K、I406V、G484E
    3C.2a2 T131K、R142K、R261Q
    3C.2a1b K92R、H311Q
    注:D代表天冬氨酸, N代表天冬酰胺, K代表赖氨酸, Q代表谷氨酰胺, S代表丝氨酸, T代表苏氨酸, A代表丙氨酸, E代表谷氨酸, I代表异亮氨酸, V代表缬氨酸, G代表甘氨酸, R代表精氨酸, F代表苯丙氨酸, L代表亮氨酸, Y代表酪氨酸, Q代表谷氨酰胺, H代表组氨酸。
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    表  4  2019年青岛市pH1N1和H3N2毒株HA氨基酸位点变异

    Table  4.   Summary of amino acid substitutions identified in the HA of pH1N1 and H3N2 viruses in Qingdao in 2019

    基因 毒株 氨基酸位点
    H1 74 83 84 97 129 162 163 164 183 185 203 216
    Cal09 S P S D N S K S S S S I
    1QD2019 R S N N D/N N Q T P/S I/T T T
    256 260 283 295 321 374 451 499 504
    Cal09 A N K I I E S E K
    1QD2019 T D/N E V V K N K R/K
    H3 3 33 45 48 62 92 121 128 131 142 144 145
    Perth09 L Q S T K K N T T R K N
    3QD2019 I R N I G R K T/A K/T G S S
    159 160 171 183 194 197 198 212 214 219 223 225
    Perth09 F K N L L Q A T S S V N
    3QD2019 Y T K H L Q/R S A I S/F I D
    278 311 312 347 406 484 489 529
    Perth09 N Q N V I G D V
    3QD2019 K Q S M/V V G/E N I/V
    注:Cal09代表A/California/07/2009, 1QD2019代表2019年青岛pH1N1;Perth09代表A/Perth/16/2009, 3QD2019代表2019年青岛H3N2。D是天冬氨酸, N是天冬酰胺, K是赖氨酸, Q是谷氨酰胺, S是丝氨酸, T是苏氨酸, A是丙氨酸, E是谷氨酸, I是异亮氨酸, V是缬氨酸, G是甘氨酸, R是精氨酸, F是苯丙氨酸, L是亮氨酸, Y是酪氨酸, H是组氨酸, P是脯氨酸, M是甲硫氨酸。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-30
  • 修回日期:  2020-01-31
  • 刊出日期:  2020-05-10

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