北京地区GII.3[P12]诺如病毒暴发激增:全基因组解析与传播动力学研究

【字体: 时间:2025年10月03日 来源:Gut Pathogens 4

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  为解决GII.3[P12]诺如病毒(Norovirus, NoV)在北京暴发频率上升的问题,研究人员开展了流行病学与全基因组进化分析。研究发现该毒株主要于冬春季在城区幼儿园通过人际传播,获得82条全基因组序列并鉴定出三个进化枝及ORF1区特异性突变。研究揭示了城市核心区的传播枢纽作用,为疫苗设计和疫情控制提供了关键分子依据。

  
诺如病毒(Norovirus, NoV)作为全球急性胃肠炎(Acute Gastroenteritis, AGE)的主要病原体,每年导致约6.85亿病例和21.2万人死亡,造成巨额社会经济负担。传统上GII.3[P12]基因型多与散发病例相关,但2021至2023年间北京地区该毒株暴发疫情异常激增,取代GII.4等传统优势毒株成为主导基因型。这一流行病学转变背后的进化机制和传播动力学特征亟待阐明。
为解析这一现象,傅佳梅团队在《Gut Pathogens》发表了针对北京地区GII.3[P12]诺如病毒的深度研究。研究人员整合了665起诺如病毒暴发事件的监测数据,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)进行病原筛查,对阳性样本采用二代测序(NGS)技术获取全基因组序列,结合系统发育树构建、贝叶斯进化分析和地理传播模型,揭示了该毒株的进化特征与传播规律。
关键技术方法包括:1) 基于北京急性胃肠炎暴发监测网络的流行病学调查;2) RT-qPCR检测与基因分型;3) 二代测序技术获取82条全长7444 bp基因组序列;4) BEAST软件进行进化时间估算;5) 贝叶斯地理传播模型分析空间动态。
GII.3[P12]诺如病毒在北京的暴发特征
研究期间共鉴定118起GII.3[P12]疫情,占基因分型疫情的34.4%。时空分析显示90.68%的疫情集中于冬春季,56.78%发生在城区,幼儿园成为主要暴发场所(78.81%)。人际传播占明确传播途径疫情的99.14%,显著高于食源性传播(0.86%)。
系统发育与进化动力学
基于部分VP1-RdRp基因构建的最大置信度树显示GII.3[P12]形成三个进化枝,其中枝2(2022年主导)和枝3(2023年主导)为北京优势流行株。全基因组分析进一步证实该分型结构,核苷酸相似性在枝内达97.91%-100%,枝间为96.30%-98.29%。贝叶斯推断显示三个枝的最新共同祖先时间分别为2015.66、2016.56和2017.71。
地理传播模式
空间动态分析表明城区是核心传播枢纽:枝2的主要迁移路径为朝阳区(4次迁出,3次迁入)、通州区(4次迁出,2次迁入)和大兴区(2次迁出,2次迁入);枝3则以朝阳区(3次迁出,1次迁入)和昌平区(3次迁出,1次迁入)为关键节点。
氨基酸变异特征
关键发现包括:1) 血型组抗原(Histo-Blood Group Antigens, HBGA)结合位点(357-360、386、449-450位点)高度保守;2) ORF1区发现枝特异性突变:枝1含V779I/D870G/K1004R/I1057V/I1521V突变组合;枝2存在A21V/S195L/R278K/V779I/A782V/A791V/I850T/P1051S/V1091A/S1571T等10个突变;枝3仅发现T701I突变。这些突变可能增强病毒复制适应性。
研究结论表明,GII.3[P12]诺如病毒通过ORF1区氨基酸突变获得进化优势,结合城区人口密集环境实现快速传播。保守的HBGA位点为广谱疫苗设计提供靶点,而枝特异性突变可作为分子标记用于疫情溯源。该研究首次揭示GII.3[P12]在北京的暴发机制,为诺如病毒防控策略制定提供了重要科学依据。
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