山西省阳泉市白蛉种群与白蛉传播病毒之间关系的研究

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背景我国于2018年首次在山西省阳泉市白蛉中分离到白蛉传播的病毒—武乡病毒,但是当地白蛉的密度和季节消长及其与病毒之间的关系尚属不清。本研究通过现场调查和实验室研究力图解释当地白蛉种群密度,季节消长及其与白蛉传播病毒的关系。方法2019年6月—8月,在山西省阳泉市白蛉滋生环境(鸡圈、羊圈等)采集标本。在冰浴下进行形态学分类,按采集环境和种类等信息编号登记,立即放入液氮中保存并转移至实验室鉴定。所有标本在实验室进行研磨、离心,取上清液平行接种BHK-21细胞(金黄色地鼠肾细胞)和C6/36细胞(白纹伊蚊卵细胞)进行病毒分离,使用分子生物学方法对病毒分离物进行分子生物学鉴定,使用生物学软件对病毒基因组核苷酸序列进行同源性分析及分子遗传学分析。结果1.2019年山西省阳泉市白蛉与白蛉携带病毒关系分析2019年6至8月在山西省阳泉市3个村庄的6个固定采集点连续采集吸血昆虫。共采集到8363只白蛉和776只蚊虫。6月至8月间4次采集的白蛉数量之间具有差异性(H=18.695,P<0.05)。所有白蛉标本分为106批进行病毒分离,其中在6月份两次采集的白蛉标本(97批/7927只白蛉)中分离到18株可以引起BHK-21细胞病变的病毒分离物(代表株:SXYQ1944-2),而7月和8月采集的白蛉标本(9批/436只白蛉)未分离到病毒,在采集的蚊虫(19批)标本中未分离到病毒,也未检测到病毒基因阳性。4次采集的白蛉标本的病毒分离率分别为16.18%(11/68)、24.14%(7/29)、0%(0/8)、0%(0/1)。虽然4次采集白蛉的病毒批分离率具有很大不同,7月20日采集白蛉的病毒分离率明显高于其他时间的病毒分离率。但经统计学分析,4次采集时间的病毒批分离率之间无统计学差异(P>0.05)。新分离病毒株的基因序列与2018年在阳泉市白蛉中分离的武乡病毒高度同源。病毒分子遗传进化分析结果显示,新分离的18株病毒的L、M、S基因序列均与武乡病毒处在相同进化分支而独立于白蛉病毒属其他病毒。进一步分析发现,无论病毒M基因或者S基因,阳泉地区白蛉中分离的病毒与此前在武乡地区白蛉中分离的病毒(Wang,EID,2020)明显分为两个进化分支,提示不同地域的武乡病毒分离株存在分子遗传进化差异。2.山西省阳泉市西南部地区白蛉病毒的分离与鉴定2019年6月,在山西省阳泉市两个村庄的羊圈,鸡舍和牛圈采集白蛉标本,共采集到1535只白蛉。两个村庄分别采集到白蛉标本1047只和488只。其中羊圈采集到935只,鸡舍为290,牛圈为310只,未采集到蚊虫标本。本研究对白蛉标本进行病毒分离与鉴定,再次在山西省阳泉市采集的白蛉标本中分离到武乡病毒(4株;代表株:SXYQ1916),该病毒可引起哺乳动物细胞(BHK-21)病变。病毒为基因组有三个基因节段的RNA病毒,核苷酸和氨基酸序列同源性分析和分子遗传进化分析结果均表明新分离到的病毒株属于武乡病毒,进一步分析表明,武乡病毒与Toros病毒亲缘关系最近。结论本研究于2019年结合对阳泉市自然界白蛉的连续多次的现场调查以及实验室研究,我们发现不同采集时间在阳泉市自然界均可以分离出来白蛉病毒属病毒(采集的白蛉数量达到研磨标准),提示武乡病毒是当地白蛉中稳定存在的病毒种群。病毒分子遗传进化分析结果提示阳泉市白蛉中的武乡病毒与武乡病毒的原始分离株形成两个不同的进化分支,提示阳泉地区的病毒株存在较大基因变异,为此,对阳泉地区分离病毒的宿主动物种类,以及人畜动物对武乡病毒的感染状况调查,特别是阳泉市为白蛉传播的黑热病的流行地区,当地是否存在利氏曼原虫与武乡病毒共感染等均需要开展深入调查研究。
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