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我所腹瀉病室在PLoS Genetics發表文章分析第七次霍亂全球大流行傳播以及中國在其中的作用

2015-07-31 10:56打印
  霍亂是一種嚴重的腹瀉傳染病,歷史記錄上已有七次世界大流行。時至今日,全球仍然處在第七次大流行中。霍亂由遺傳學上結構單一的霍亂弧菌引起。已有研究利用基因組學分析了第七次霍亂全球大流行的擴散,定義由O1群El Tor生物型的L2譜系菌株引起,并鑒定了三個連續的亞分支,分別是Wave1、Wave2和Wave3,霍亂通過這三次流行波從南亞、東南亞多次向全球傳播。但這些研究單純使用了基因組單核苷酸多態位點(SNP)數量作為進化分枝的遺傳差異界定,這導致因為水平轉移的重組片段帶來較多SNP位點、從而放大了遺傳距離;雖然第七次大流行起自1961年,但這些分析中最早的第七次流行菌株來自1973年,也沒有包括中國的霍亂流行菌株以及中亞菌株;三次流行擴散Wave也傾向于是流行病學的概念。總體上,還需要新的分析策略。
  
  腹瀉病室與愛爾蘭科克大學(University College Cork)Mark Achtman教授的團隊以及華大基因合作,系統選擇了我國1961年到2010年期間的71株O1群霍亂流行菌株、以及來自其它國家的8株流行菌株進行了全基因組測序,與可以公開獲得的另外181個霍亂弧菌基因組進行比較研究。結果顯示,O1群霍亂菌株基因組的多樣性主要是水平轉移成分所貢獻的,利用去除重組區域后的SNPs重新構建的大流行菌株的進化圖提示古典型與El Tor生物型菌株之間的遺傳關系并不像之前的研究提示的那樣分散。結合各流行年代和地區的菌株分析,發現El Tor型霍亂弧菌在第七次流行中呈現連續累積突變的特征,之前界定的Wave相互之間在時間上出現了重疊,這也模糊了三次Wave的界限,因此,文章提出用“Clade”的概念來區分不同期的流行遺傳分支,使第七次大流行菌株進化分析更為精細準確。
  
  我國1961年開始突然出現霍亂大范圍流行。對中國流行菌株的基因組分析,也顯示中國流行菌株來自南亞和東南亞。60年代到90年代,多個霍亂弧菌的進化和流行分支傳到中國,在中國經歷進化之后,也數次傳播到其它國家。因此,在第七次霍亂全球大流行中,中國既是霍亂的輸入地、又是霍亂的輸出地。該研究中,也從菌株基因組背景上重構了第七次大流行期間、霍亂在不同國家地區的傳播關系。以上研究以“The Role of China in the Global Spread of the Current Cholera Pandemic”為題發表在2015年的PLoS Genetics雜志上。http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1005072
  
  
        圖1: 第七次霍亂大流行期間分離的260個霍亂弧菌基因組的時間系統發生關系
  
  不同的分支根據分離地點標記不同的顏色;中國的菌株分成三類:分離自新疆的菌株(黑點);分離自其它內陸地區的菌株(紅點)以及分離自沿海地區的菌株(沒有點)。密切相關的菌株用灰色底色的方框標志,分別對應不同的clade。
  
  

 
                                                                                             圖2: 推測的霍亂在不同地區之間傳播的路線
  
  不同的色條提示不同的傳播事件。色條直接接觸圓圈邊緣的一端代表霍亂輸出地區,色條與圓圈邊緣之間有空白區域的一端代表霍亂的輸入地區。標記的年代為推斷的傳播事件發生的時間。



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