中华预防医学杂志    2020年02期 2017年山东省三个城市食源性腹泻中胃肠炎病毒的病原谱特征分析    PDF     文章点击量:559    
中华预防医学杂志2020年02期
中华医学会主办。
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张文强 张华宁 韩扬 李心朋 刘晓林 傅忠燕 毕振旺 徐爱强 王海岩
ZhangWenqiang,ZhangHuaning,HanYang,LiXinpeng,LiuXiaolin,FuZhongyan,BiZhenwang,XuAiqiang,WangHaiyan
2017年山东省三个城市食源性腹泻中胃肠炎病毒的病原谱特征分析
Etiology and epidemiological characteristics of gastroenteritis virus in food-borne diarrhea from three cities in Shandong Province, 2017
中华预防医学杂志, 2020,54(2)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2020.02.011
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投稿日期: 2019-06-24
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2017年山东省三个城市食源性腹泻中胃肠炎病毒的病原谱特征分析
张文强 张华宁 韩扬 李心朋 刘晓林 傅忠燕 毕振旺 徐爱强 王海岩     
张文强 山东省疾病预防控制中心病原微生物所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
张华宁 山东省疾病预防控制中心细菌性传染病防治所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
韩扬 山东省疾病预防控制中心病原微生物所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
李心朋 山东省疾病预防控制中心细菌性传染病防治所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
刘晓林 山东省疾病预防控制中心病原微生物所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
傅忠燕 山东省疾病预防控制中心病原微生物所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
毕振旺 山东省疾病预防控制中心细菌性传染病防治所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
徐爱强 山东省疾病预防控制中心病原微生物所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
王海岩 山东省疾病预防控制中心病原微生物所 山东省传染病预防控制重点实验室,济南 250014
摘要: 目的  分析山东省三个城市食源性腹泻病例中胃肠炎病毒病原谱的分布和流行特征。方法  于2017年1—12月,以山东省济南、烟台和临沂市的6家哨点医院为研究现场,收集1 397例食源性腹泻病例的粪便标本,同时获取其基本信息和临床症状。采用双重荧光定量RT-PCR分别检测如病毒基因Ⅰ组(NoV GⅠ)和Ⅱ组(NoV GⅡ)、札如病毒(SaV)和人星状病毒(HAstV),采用单重荧光定量RT-PCR检测轮状病毒A组(RVA),采用荧光定量PCR检测肠道腺病毒(EAdV),对病毒的特异性片段进行测序、分型。比较不同特征病例胃肠炎病毒阳性率以及阳性和阴性病例间临床症状的差异。结果  年龄MP25P75)为23(1,42)岁;以男性为主,占57.48%(803例);≤5岁儿童居多,占36.36%(508例)。胃肠炎病毒阳性率为33.93%(474例),济南、临沂和烟台市分别为32.03%(147/459)、41.54%(189/455)和28.57%(138/483)(P<0.001);NoV GⅡ组的阳性率最高,为16.54%(231例),5月(24.75%,50/202)和6月(19.59%,38/194)出现高峰,以GⅡ.P16/GⅡ.2型(48.28%,56/116)为主。阳性病例中,44.51%(211/474)出现呕吐症状,高于阴性病例(34.13%,315/923),差异有统计学意义(P<0.001)。结论  山东省食源性腹泻病例中男性、5岁以下儿童居多;NoV GⅡ流行强度较高,发病高峰为春夏季,病毒性胃肠炎临床症状不典型。
关键词 :腹泻;胃肠炎;食源性腹泻;病原谱;监测
Etiology and epidemiological characteristics of gastroenteritis virus in food-borne diarrhea from three cities in Shandong Province, 2017
ZhangWenqiang,ZhangHuaning,HanYang,LiXinpeng,LiuXiaolin,FuZhongyan,BiZhenwang,XuAiqiang,WangHaiyan     
Pathogenic Microorganism Division, Shandong Center for Disease Control and Prevention/Shandong Provincial Key Laboratory of Infectious Disease Control and Prevention, Jinan 250014, China
Corresponding author: Wang Haiyan, Email: whyan732002@163.com
Abstract:Objective  To analyze the etiology and epidemiological characteristics of gastroenteritis virus in foodborne diseases from three cities in Shandong.Methods  From January to December 2017, six sentinel hospitals in Jinan, Yantai and Linyi city of Shandong Province were selected as the research sites. Stool samples of 1 397 diarrhea patients were collected, as well as basic information and clinical symptoms. Duplex quantitative RT-PCR was used to detect Norovirus genogroupⅠ (Nov GⅠ) and genogroupⅡ (Nov GⅡ), Sapovirus (SAV) and Human astrovirus (HAstV), respectively, quantitative RT-PCR was used to detect group A Rotavirus (RVA), and quantitative PCR was used to detect Enteric adenovirus (EAdV). The specific gene of the virus were sequenced and typed. It was compared that the gastroenteritis virus rate in cases with different characteristics and the clinical symptoms difference between the virus positive and negative cases.Results  The median age (P25, P75) was 23 (1, 42) , mainly male, 57.48% with 803 cased and children under 5 years old, 36.36% with 508 cases. The positive rate of gastroenteritis virus was 33.93% (474 cases), and that of Jinan, Linyi and Yantai City were 32.03% (147/459), 41.54% (189/455) and 28.57% (138/483), respectively (P<0.001). Nov GⅡ had the highest positive rate, 16.54% (231 cases), which, mainly GⅡ.P16/GⅡ.2 (48.28%, 56/116), peaked in May (24.75%, 50/202) and June (19.59%, 38/194). In patients of gastroenteritis virus positive, 44.51% (211/474) had vomiting symptoms, higher than that of patients of gastroenteritis virus negative (34.13%, 315/923). The difference was statistically significant (P<0.001).Conclusion  In Shandong Province, the majority of gastroenteritis patients were male and children under 5 years old. Nov GⅡ possessed highest epidemic intensity, and peaked in spring and summer. Viral gastroenteritis had atypical clinical symptoms.
Key words :Diarrhea;Gastroenteritis;Food-borne diarrhea;Pathogen spectrum;Surveillance
全文

食源性疾病是指由摄食方式进入人体内的致病因子引起的感染性或中毒性疾病,已成为全球最为突出的公共卫生问题之一[1]。而腹泻作为主要的感染性食源性疾病之一,主要通过粪口途径传播,全球每年约出现17亿儿童病例,其中死亡病例约52.5万例[2],是影响儿童健康的主要因素[3]。近年来,美国[4]、法国[5]等发达国家以及印度、巴基斯坦等发展中国家[6]的报道均显示,胃肠炎病毒正逐渐成为引起腹泻的主要病因;我国的一项研究也显示,北京市腹泻病例中,胃肠炎病毒阳性率已超过细菌,可见胃肠炎病毒已成为北京市腹泻最主要的病因[7]。目前引起人类腹泻的病毒主要有诺如病毒基因(norovirus genogroup,NoV G)Ⅰ和Ⅱ组、轮状病毒A组(group A rotavirus,RVA)、札如病毒(sapovirus,SaV)、人星状病毒(human astrovirus,HAstV)、肠道腺病毒(enteric adenovirus,EAdV)等。本研究借助于食源性疾病主动监测系统,通过哨点医院收集腹泻病例标本,对山东省的上述6种主要病毒进行核酸检测,对其病原谱构成、优势基因型和流行特征进行分析。现将结果阐述如下。

材料与方法  

一、标本来源  于2017年1—12月,根据山东省地理分布、经济条件,对照已开展多年的肠道病毒环境监测系统,选取济南、烟台和临沂市作为研究地点,采用方便抽样方法,在各市分别选取2所三甲或三乙哨点医院作为研究现场;以在哨点医院门诊、急诊就诊,以及住院的食源性腹泻病例为调查对象,共1 397例,由医护人员对其开展个案调查,并采集粪便标本。本研究获得山东省疾病预防控制中心伦理审查委员会批准(批号:2015-2),所有研究对象均签署知情同意书。

二、食源性腹泻病例的定义  由食品或怀疑由食品引起的,以腹泻症状为主的就诊病例。腹泻是指每日排便3次及以上,且粪便性状异常(如稀便、水样便、黏液便或脓血便等)。

三、主要试剂和仪器  

1.试剂:  病毒核酸提取试剂盒(美国Roche公司),双通道荧光定量RT-PCR试剂盒、单通道荧光定量RT-PCR试剂盒、单通道荧光定量PCR试剂盒(德国Qiagen公司),One-Step RT-PCR试剂盒(美国Invitrogen公司),PCR试剂盒(美国Promega公司)。

2.仪器:  微量离心机(型号:Pico 17,美国Thermo公司),实时荧光定量PCR仪(型号:Mx3000P,美国STRATAGEN公司),普通PCR扩增仪(型号:2720,美国ABI公司),电泳仪(北京六一生物科技有限公司)。

四、实验室检测  

1.样本前处理:  取大便样本约0.1 g或0.1 ml放入1.5 ml离心管中,用磷酸盐缓冲液按1∶10比例稀释,充分漩涡震荡混匀,6 200×g离心5 min,上清液供核酸提取用。

2.核酸提取及检测:  取200 μl样本上清液,按照试剂说明书提取核酸。采用双重荧光定量RT-PCR分别检测NoV GⅠ/GⅡ和SaV/HAstV,采用单重荧光定量RT-PCR检测RVA,采用荧光定量PCR检测EAdV[8,9]。反应体系和条件参照说明书,核酸模板为5 μl。

3.测序和分子分型:  实时荧光定量PCR阳性标本,通过普通RT-PCR/PCR扩增[8,10],扩增产物送华大公司测序,序列整理后通过BLAST进行分型。

五、统计学分析  采用SPSS 13.0软件进行数据整理和统计学分析。病例发病年龄、腹泻频次、呕吐频次不符合正态分布,均采用MP25P75)表示;相对数采用率和构成比表述。采用χ2检验比较不同特征腹泻病例胃肠炎病毒阳性率差异;采用χ2检验比较病毒阳性和阴性病例间临床症状发生率差异,采用秩和检验比较两者间腹泻频次和呕吐频次差异。双侧检验,检验水准α=0.05。

结果  

一、基本情况及胃肠炎病毒阳性情况  

1.基本情况:  1 397例腹泻病例的年龄为23(1,42)岁;以男性为主,占57.48%(803例);≤5岁儿童居多,占36.36%(508例)。详见表1

表12017年山东省济南、烟台和临沂市食源性腹泻病例基本情况及胃肠炎病毒阳性率比较

2.胃肠炎病毒阳性情况:  胃肠炎病毒总阳性率为33.93%(474例),NoV GⅡ、RVA、SaV、HAstV、EAdV和NoV GⅠ的阳性率分别为16.54%(231例)、11.17%(156例)、7.73%(108例)、2.08%(29例)、2.00%(24例)和0.86%(12例);男性病例阳性率为36.36%(292例),高于女性(30.64%,182例)(P=0.025);济南、临沂和烟台市阳性率分别为32.03%(147例)、41.54%(189例)和28.57%(138例)(P<0.001)。详见表1

二、胃肠炎病毒阳性病例月份分布情况  2017年各月份均有NoV GⅡ阳性病例分布,5月(24.75%,50例)和6月(19.59%,38例)的阳性率最高,9月(9.20%,8例)最低。RVA、SaV阳性病例各月亦均有分布,高峰期均为1—3月,阳性率分别为27.42%~35.07%、14.29%~31.17%;RVA阳性率在5—8月出现低谷期,SaV低谷期为8—11月。HAstV、EAdV阳性例数较少,各月零散出现,将二者汇总,1和12月阳性率最高,6和7月最低。NoV GⅠ阳性例数最少,各月零散分布。详见表2

表22017年不同月份山东省济南、烟台和临沂市食源性腹泻病例胃肠炎病毒阳性率情况[%(例)]

三、胃肠炎病毒的基因型别  

1.NoV:  116例NoV GⅡ阳性病例基因检测成功,共检出8种基因型,其中以GⅡ.P16/GⅡ.2型为主,为56例(48.28%),GⅡ.P2/GⅡ.2和GⅡ.P21/GⅡ.13型较少,各检出1例(0.86%)。济南、烟台市检出最多的为GⅡ.P16/GⅡ.2型,分别占59.10%(39/66)和50.00%(13/26),临沂市检出最多为GⅡ.P12/GⅡ.3(58.33%,14/24)。NoV GⅠ组病毒检出1种基因型GⅠ.Pd/GⅠ.3型(2/2)。见表3

表32017年山东省济南、烟台和临沂市食源性腹泻病例胃肠炎病毒的病原谱分布

2.RVA:  共有144例RVA阳性病例基因检测成功,检出9种基因型,其中以G9P[8]型为主,占54.17%(78/144),G2P[8]型、G4P[6]型和G8P[14]型较少,各检出1例(0.69%)。3个城市检出的最多的型别均为G9P[8]型。见表3

3.SaV:  SaV病毒共检出4种型别,其中以GⅠ.1型为主,检出7例(38.89%),GⅡ.5型较低,检出2例(11.11%)。济南市和临沂市GⅠ组较多,分别占8/11、75.00%(3/466);而烟台市GⅡ组较多,占2/3。见表3

4.HAstV:  HAstV病毒共检出3种基因型,HAstV-1型最多,占91.3%(21/23),HAstV-4和HAstV-5均占4.35%(1/23)。见表3

5.EAdV病毒:  EAdV病毒检出2种基因型,绝大多数为EAdV 41型(95.24%,20/21),EAdV 6型仅占4.76(1/21)。见表3

6.混合感染:  474例病毒阳性病例中,80例为混合感染,其中70例双重感染,10例三重感染。各种病毒均出现混合感染,以NoV GⅡ-RVA病毒、NoV GⅡ-SaV病毒,以及RVA-SaV病毒混合为主,共占65.00%(52/80)。见表3

四、临床症状  病毒阳性和阴性病例腹泻频次均为5(4,7)次/d,差异无统计学意义(Z=1.07,P=0.563);呕吐频次分别为3(2,4)和3(2,3)次/d,差异无统计学意义(Z=0.811,P=0.526)。病毒阳性病例中,44.51%(211例)出现呕吐症状,高于病毒阴性病例(34.13%,315例),差异有统计学意义(P<0.001)。详见表4

表42017年山东省济南、烟台和临沂市食源性腹泻病例临床症状比较

讨论  本研究结果显示,山东省2017年食源性腹泻病例中病毒阳性率为33.93%。黎健等[11]、王联君等[12]研究表明,上海、北京市腹泻病例中胃肠炎病毒检出率为31.80%和34.30%,而细菌检出率仅为12.61%和14.6%。山东省的胃肠炎病毒阳性与之接近,由此推测,胃肠炎病毒已是山东省腹泻的主要病因。6种病毒中,NoV GⅡ组病毒阳性率最高,RVA、SaV、HAstV、EAdV和NoV GⅠ组病毒等在我省共同传播,均有不同程度检出。
        本研究中,NoV GⅡ组病毒共检出8种基因型,其中GⅡ.P16/GⅡ.2型为优势型别,其次是GⅡ.P12/GⅡ.3、GⅡ.Pe/GⅡ.4和GⅡ.P17/GⅡ.17等型别。2014—2015年,GⅡ.17取代GⅡ.4成为优势型别,2016—2017年GⅡ.2成为优势基因型[13],本研究中GⅡ.2型的高检出率表明其已成为当地人群中的优势基因型。山东省2017年腹泻暴发主要由NoV GⅡ.P16/GⅡ.2型引起[14],中国江苏[15]、香港[16]等地亦有相关报道,均支持本研究结果。2012—2013年,RVA G9P[8]型取代G3P[8]型成为各地的优势型别[17],本研究检出的RVA病毒共有9种基因型,以G9P[8]型为主,其次是G2P[4]和G3P[8]型,表明我省RVA病毒优势型别亦是G9P[8]型,同时多种型别在人群共同传播。检出SaV病毒的4种型别,以GⅠ组为主,其次是GⅡ组。另外,NoV病毒GⅠ组、HAsTV和EAdV病毒检出较少且集中,推测样本含量的相对不足导致无法识别更多型别,在后续监测中需加大样本量,以更好的描述其分布特征。
        胃肠炎病毒混合感染可导致病情加重[18]。本研究中发现80例病例为混合感染,以NoV病毒GⅡ组、RVA和SaV病毒3种阳性率最高的病毒两两混合为主,从侧面反映了我省主要的胃肠炎病毒。
        流行病学分析表明,各年龄组对胃肠炎病毒均易感,男性阳性率高于女性。进一步分析发现,性别差异见于31~45岁组。3个城市中,临沂最高,烟台最低,此外各地优势基因型也有所不同,推测由各市经济状况、采样质量不同所导致。以往研究表明NoV GⅡ组病毒具有一定的冬季高发趋势[19]。山东省2017年该病毒型别各月均有发病,未见明显低谷期,但在5和6月份形成高峰,发病高峰明显延后。RVA和SaV病毒发病高峰为冬春季节(1—3月),并存在明显的低谷期。HAstV和EAdV病毒检出较少,病例分散于各月中,但也存在冬春季高发的趋势。
        病毒性腹泻病例最常见的临床症状为腹泻,常伴有呕吐、发热等症状[20,21]。本研究中,几乎全部病例出现腹泻症状,近50%病例出现呕吐、腹痛、恶心等症状,高志勇等[22]报道腹泻病例中最常见的症状为呕吐(93.98%),腹泻仅占30.35%,与本研究并不一致,样本来源、研究地点等不同是导致这一差异的主要原因。病毒、细菌在人群传播过程中可能出现二者混合感染,本研究发现少量病毒阳性病例为黏液便、米泔样便、脓血便、鲜血样,推测是由病毒和细菌混合感染所导致。除呕吐症状外,其他症状在病毒阳性和阴性病例中发生率无差别,表明单纯从症状无法鉴别病毒性腹泻。
        综上所述,山东省3个城市腹泻病例中男性、5岁以下儿童居多;多种病毒共同传播,其中NoV GⅡ流行强度最高,其发病高峰延迟至春夏季。病毒性胃肠炎临床症状不典型,需结合实验室结果才能鉴别。

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