Study on the phylogenetic relationship and epidemic characteristics of Tibetan sheep Yersinia pestis in Qinghai Plateau
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摘要:
目的 对青海高原藏系绵羊引发的人间鼠疫疫情流行病学和相关鼠疫菌遗传特征进行研究，为制定出适合青海省藏系绵羊鼠疫防控提供科学依据。 方法 汇总分析青海省1958―2020年藏系绵羊引发的人间鼠疫疫情资料，描述其时间、地区和人群分布及其他流行病学特征；对38株分离自人、藏系绵羊和喜马拉雅旱獭的鼠疫杆菌进行测序，再结合其他参考菌株的基因序列分析菌株的全基因组单核苷酸多态性特征，构建菌株之间的系统发育关系。 结果 1958―2020年共发生藏羊为疫情传染源的人间鼠疫疫情16起，发病69人，死亡42人，病死率60.86%。与藏系绵羊相关的鼠疫杆菌都位于系统发育树的同一进化分支1.IN2中，并具有明显的地域性特征。同一鼠疫事件中人、藏系绵羊和周边喜马拉雅旱獭分离菌株位于同一簇群，与流行病学调查资料相符。 结论 流行病学结合系统发育关系分析，证实了青海省人间鼠疫来自藏系绵羊，而藏系绵羊鼠疫则起源于旱獭。藏系绵羊是青海高原上重要的家畜，因此不应低估藏系绵羊鼠疫的危害。 Abstract:Objective In order to offer a scientific basis for the prevention and management of the Tibetan sheep plague in Qinghai Province, the study looked into the epidemiology of the human plague caused by Tibetan sheep on the Qinghai plateau, as well as the genetic characteristics of the associated Yersinia pestis. Methods To summarize and analyze the human plague data caused by Tibetan sheep in Qinghai Province from 1958 to 2020, as well as to describe its temporal, regional, and population distribution and other epidemiological characteristics. A total of 38 Yersinia pestis strains recovered from humans, Tibetan sheep, and Himalayan marmots were sequenced. The phylogenetic relationship between the strains was created using the gene sequences of other reference strains to assess the properties of single nucleotide polymorphisms in the full genomes of the strains. Results Between 1958 and 2020, there were 16 incidents of human plague in which Tibetan sheep were the source of infection, resulting in 69 illnesses and 42 deaths, with a mortality rate of 60.86%. All Yersinia pestis strains connected to Tibetan sheep belong to the same evolutionary branch of the phylogenetic tree (1.In2) and exhibited distinct regional characteristics. Human, Tibetan sheep, and neighboring Himalayan marmot isolates were all found in the same cluster during the same plague outbreak, which was consistent with epidemiological data. Conclusions Epidemiological and phylogenetic analysis confirmed that human plague originated from Tibetan sheep, and Tibetan sheep plague originated from marmots. Given the Tibetan sheep is an important domestic animal in the Qinghai Plateau, the harm of the Tibetan sheep plague should not be underestimated. -
Key words:
- Tibetan sheep /
- Plague /
- Genome /
- Genetic characteristics /
- Single nucleotide polymorphism
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图 1 1958―1990年以染疫藏羊为传染源的人间鼠疫疫情时间分布图
Figure 1. Time distribution map of human plague epidemic with infected Tibetan sheep as the source of infection from 1958 to 1990
图 2 鼠疫菌的系统发育树及38株菌株的种群结构
Figure 2. Phylogenetic tree of Yersinia pestis and population structure of 38 strains
表 1 1958―1990年以染疫藏羊为传染源的人间鼠疫疫情地区分布
Table 1. Regional distribution of human plague epidemics with infected Tibetan sheep as the source of infection from 1958 to 1990
地区 病例数 占比(%) 玉树市 4 25.00 囊谦县 2 12.50 玛多县 2 12.50 玛沁县 1 6.25 海晏县 1 6.25 天峻县 1 6.25 都兰县 1 6.25 
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表 2 青海高原38株分离自人、藏羊和旱獭的鼠疫菌株
Table 2. Thirty-eight plague strains isolated from humans, Tibetan sheep and marmots in Qinghai Plateau
菌株编号 来源 分离时间 分离地点 菌株编号 来源 分离时间 分离地点 G2 藏山羊 1975.09.01 玉树市/下拉秀乡 M36 喜马拉雅旱獭 1977.09.04 杂多县/结扎乡 S3 藏羊 1975.09.04 玉树市/下拉秀乡 H1 人 1989.07.05 杂多县/扎青乡 H4 人 1975.08.19 玉树市/下拉秀乡 M18 喜马拉雅旱獭 1996.07.18 囊谦县/觉拉乡 H10 人 1980.07.25 玉树市/巴塘乡 M38 喜马拉雅旱獭 1996.07.18 囊谦县/觉拉乡 S11 藏羊 2005.08.10 玉树市/果青牧场 M39 喜马拉雅旱獭 1997.06.29 囊谦县/觉拉乡 G12 藏山羊 2005.08.12 玉树市/果青牧场 M32 喜马拉雅旱獭 1996.06.25 囊谦县/觉拉乡 S13 藏羊 2005.08.23 玉树市/果青牧场 S24 藏羊 1997.11.15 囊谦县/觉拉乡 M14 喜马拉雅旱獭 2005.07.23 玉树市/果青牧场 M40 喜马拉雅旱獭 2010.07.25 玉树市/小苏莽乡 S20 藏羊 1998.11.01 玉树市/结古镇 H19 人 1997.11.15 囊谦县/觉拉乡 S17 藏羊 1996.08.31 德令哈市/宗务隆乡 S6 藏羊 1979.10.10 玉树市/下拉秀乡 M29 喜马拉雅旱獭 1996.08.07 德令哈市/宗务隆乡 S7 藏羊 1979.10.20 玉树市/下拉秀乡 M8 喜马拉雅旱獭 1975.09.28 玉树市/下拉秀乡 S9 藏羊 1979.11.07 玉树市/下拉秀乡 M33 喜马拉雅旱獭 1996.07.24 德令哈市/宗务隆乡 H5 人 1979.10.05 玉树市/下拉秀乡 M37 喜马拉雅旱獭 1978.08.03 玛沁县/大武乡 H15 人 1988.11.05 杂多县/莫云乡 M34 喜马拉雅旱獭 1996.09.13 德令哈市/宗务隆乡 S31 藏羊 1997.11.09 玉树市/下拉秀乡 H28 人 1983.09.15 玛沁县/下大武乡 S23 藏羊 1997.11.07 玉树市/下拉秀乡 S26 藏羊 2003.09.11 治多县/色青沟 S30 藏羊 1997.11.15 囊谦县/觉拉乡 M16 喜马拉雅旱獭 2005.07.09 治多县/治渠乡 H21 人 2004.10.11 囊谦县/尕羊乡 M35 喜马拉雅旱獭 1977.07.17 杂多县/结扎乡 H22 人 2004.10.15 囊谦县/尕羊乡
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表 3 21株有基因组完成图或草图的NCBI数据库中的鼠疫菌株
Table 3. Twenty-one Yersinia pestis strains in the NCBI database with complete genome maps or drafts
菌株编号 生物型 分离地点 分离时间(年) 所属种群 序列检索号 Y.p 91001 田鼠型 中国 1970 0.PE4 NC_005810 Y.p CO92 东方型 美国 1992 1.ORI1 NC_003143 Y.p Nepal516 古典型 尼泊尔 1967 2.ANT1 NZ_ACNQ00000000 Y.p Antiqua 古典型 刚果 1965 1.ANT1 NC_008150 Y.p Pestoides F 田鼠型 苏联 < 1984 0.PE2 NC_009381 Z176003 古典型 中国 1976 1.IN2 CP001593 to CP001596 D106004 古典型 中国 2006 1.IN2 CP001585 to CP001588 MG05-1020 东方型 马达加斯加 2005 1.ORI3 NZ_AAYS00000000 IP275 东方型 马达加斯加 1995 1.ORI3 NZ_AAOS00000000 F1991016 东方型 中国 1991 1.ORI2 NZ_ABAT00000000 Java9 东方型 印度尼西亚 CA88-4125 东方型 美国 1988 1.ORI1 NZ_ABCD00000000 A1122 东方型 美国 NC_017168 D182038 古典型 中国 1982 1.IN3 no. CP001589 to CP001592 E1979001 古典型 中国 1979 1.IN3 NZ_AAYV00000000 UG05-0454 古典型 乌干达 2004 1.ANT1 NZ_AAYR00000000 K1973002 中世纪型 中国 1973 2.MED2 NZ_AAYT00000000 KIM 中世纪型 库尔德斯坦 1968 2.MED1 NC_004088 Harbin35 中世纪型 中国 2.MED3 CP001608 B42003004 古典型 中国 2003 0.ANT2 NZ_AAYU00000000 Angola 田鼠型 安哥拉 < 1984 0.PE3 NC_010159 IP32953 Y.pseudotuberculosis假结核耶尔森菌 法国 外群 NC_006155
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[1] 代瑞霞, 杨晓艳, 杨永海, 等. 青海高原藏羊鼠疫病原生态学研究及流行病学意义[J]. 中华地方病学杂志, 2014, 33(5): 492-494. doi: 10.3760/cma.j.issn.2095-4255.2014.05.006Dai RX, Yang XY, Yang YH, et al. Pathogenic ecology and epidemiological significance of Tibetan sheep plague in Qinghai plateau. Chin J Epidemiol, 2014, 33(5): 492-494. doi: 10.3760/cma.j.issn.2095-4255.2014.05.006 [2] WS 279-2008, 鼠疫诊断标准[S]. 中华人民共和国卫生行业标准, 2008: 1-16.WS279-2008, Plague diagnostic standard[S]. Health Industry Standards of the People's Republic of China, 2008: 1-16. [3] Morelli G, Song Y, Mazzoni CJ, et al. Yersinia pestis genome sequencing identifies patterns of global phylogenetic diversity[J]. Nat Genet, 2010, 42(12): 1140-1143. DOI: 10.1038/PMID:21037571. [4] Achtman M, Morelli G, Zhu P, et al. Microevolution and history of the plague bacillus, Yersinia pestis[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2004, 101(51): 17837-17842. DOI: 10.1073/pnas.0408026101. [5] Shen X, Wang Q, Xia L, et al. Complete genome sequences of Yersinia pestis from natural foci in China[J]. Bacteriol, 2010, 192: 3551-3552. DOI: 10.1128/JB.00340-10. [6] 王祖郧, 李超. 青海鼠疫[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2016: 1-30.Wang Zu-yun, Li Chao. Qinghai Plague[M]. Beijing: People's Medical Publishing House, 2016: 1-30. [7] 魏柏青, 熊浩明, 杨晓艳, 等. 青海高原藏羊鼠疫流行病学和病原学特征分析[J]. 中华流行病学杂志, 2015, 3(36): 271-274.Wei Bai-qing, Xiong Hao-ming, Yang Xiao-yan, et al. The epidemiology and etiology research of Tibetan sheep plague in Qinghai plateau[J]. Chin J Epidemiol, 2015, 36(3): 271-274. [8] 王文华, 李超. 藏羊鼠疫的调查研究[J]. 中国地方病学杂志, 2001, 20(6): 467-468. doi: 10.3760/cma.j.issn.1000-4955.2001.06.025Wang Wen-hua, Li Chao. The study on plague of Tibetan sheep[J]. Chin J Endemiol, 2001, 20(6): 467-468. doi: 10.3760/cma.j.issn.1000-4955.2001.06.025 -
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