JPATH 杂志的病原体 2090 - 3065 2090 - 3057 Hindawi 10.1155 / 2018/6513682 6513682 评论文章 流行病学的轮状病毒在尼日利亚:分子多样性和当前的见解 http://orcid.org/0000 - 0002 - 9933 - 8751 Motayo Babatunde Olanrewaju 1 2 http://orcid.org/0000 - 0001 - 6163 - 286 x Faneye Adedayo Omotayo 1 阿德尼吉 约翰逊Adekunle 1 Vanittanakom Nongnuch 1 部门的病毒学 伊巴丹大学 尼日利亚 ui.edu.ng 2 病理部门 联邦医疗中心 Idi-Aba 阿贝奥库塔 尼日利亚 fmcabeokuta.com 2018年 1 10 2018年 2018年 15 04 2018年 29日 08年 2018年 1 10 2018年 2018年 版权©2018 Babatunde Olanrewaju Motayo et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

轮状病毒引起的急性胃肠炎的年龄一直是一个主要的疾病负担在尼日利亚,因为它在1985年首次报道。患病率增加了严重的公共卫生后果尤其是孩子。疫苗Rotarix®引入了商用在尼日利亚。然而尚未引入到常规轮状病毒疫苗接种国家免疫计划。轮状病毒的分子流行病学在尼日利亚所存在的各种基因型,基因型G12P ( 8 ] 在最近的介绍。然而有空白分子数据轮状病毒在尼日利亚。因此,我们回顾了分子数据轮状病毒隔离在尼日利亚和分析VP4和VP7基因尼日利亚的轮状病毒毒株的基因库。我们已经表明,有一个明显的趋势在尼日利亚、轮状病毒分子流行病学的新基因型介绍发生在2010年。从我们的分析我们也观察到基因型G12血统三世的出现主要基因型。这个信息所说的轮状病毒分子流行病学在尼日利亚和可以提供轮状病毒基因型的扩大景观。我们建议分子监测国家广泛的机构,在考虑将轮状病毒疫苗接种国家免疫计划在尼日利亚,在其他监控发散或重组菌株的进化。

 1。背景

的主要原因是轮状病毒在全世界范围内受到严重的肠胃炎婴幼儿;据报道2016年负责约128500人死亡,超过70%的病例发生在非洲撒哈拉沙漠以南地区( 1, 2]。轮状病毒肠胃炎造成大约2.58亿集的约需要家庭护理和2400万例需要医疗照顾( 2]。轮状病毒相关的死亡率大幅减少了528000例死亡(范围465000 - 591000年)到2000年的215000(范围197000 - 233000)2013年,其中75%发生在非洲和亚洲。印度和尼日利亚分别占了22%和14%,( 3]。六个国家印度、尼日利亚、刚果、埃塞俄比亚、中国和巴基斯坦占超过一半的全球死亡率负担的轮状病毒腹泻 3, 4]。轮状病毒被发现在1973年,当时的照片电子显微图显示十二指肠黏膜的小颗粒从薄片主教et al。 5),随后发现的标本从肠胃炎患儿粪便样本 6]。轮状病毒的发现后,其他几个早与动物腹泻相关疾病的药物,后来发现是轮状病毒从他们相似的形态特征,如家畜流行病小鼠腹泻的婴儿(EDIM)和猴代理11 (SA) 11) ( 7]。

轮状病毒感染小肠的成熟的绒毛上皮细胞,和感染往往会导致发烧,呕吐,腹泻的儿童。脱水和电解质紊乱的主要临床续集是轮状病毒感染主要发生在婴儿。轮状病毒感染通常是局部肠;然而,一些研究报道antigenemia或儿童轮状病毒腹泻病毒血症( 8, 9]。轮状病毒感染的证据在消化系统网站,如呼吸道、肝、肾、淋巴结、和中枢神经系统,也被报道 10]。

轮状病毒感染的一线预防策略是病毒疫苗的发展。在美国,由于轮状病毒感染的发病率和死亡率都大大降低轮状病毒疫苗的引进后由世界卫生组织(世卫组织)推荐( 11]。目前有两个轮状病毒疫苗许可批准使用的食品和药物管理局(FDA),人类重组牛五价的疫苗(其一®)由默克制药和单价减毒活疫苗人类疫苗(Rotarix®)来自一个G1P ( 8 ] 病毒株(89 - 12),最初在辛辛那提,开发生产的美国,葛兰素史克生物制品( 12]。在尼日利亚,Rotarix®疫苗可用商业但尚未包括在扩大免疫规划(EPI)。

 2。轮状病毒分类和基因组的组织

轮状病毒是nonenveloped RNA病毒属于家庭的一种,属轮状病毒;其他家庭成员的一种包括属如Orthoreovirus Orbivirus, Coltivirus, Cypovirus, Phytoreovirus, Aquareovirus, Oryzavirus, Seadornavirus, Idoreovirus, Mycoreovirus [ 13]。属轮状病毒进一步分类根据到H抗原特异性为七个血清型,基于抗原病毒衣壳蛋白VP6的属性。这种蛋白质熊各种抗原决定允许子群分类(SG)在A组轮状病毒。基于此分类SGI SGII + SGI和二世和SG非non-II已确定基于反应2单克隆抗体( 14]。在1989年一个二进制分类系统是基于免疫反应性的两个外层衣壳蛋白VP4和VP7,类似于用于流感病毒( 15]。基于此分类系统有32 G基因型和47个P基因型( https://rega.kuleuven.be/cev/viralmetagenomics/ virus-classification / 7 th-rcwgmeeting、更新君威研究所的比利时鲁汶KU)。

最近的轮状病毒分类系统于2008年提出,涉及到所有11轮状病毒基因片段的完整基因组序列的星座Gx-P [x] -Ix-Rx-Cx-Mx-Ax-Nx-Tx-Ex-Hx,代表VP7-VP4-VP6-VP1-VP2-VP3-NSP1-NSP2-NSP3-NSP4-NSP5/6片段的基因型。这个分类系统是基于系统发育分析所有11个基因片段和特定核苷酸截止身份百分比( 14]。采用该系统后轮状病毒分类工作小组(RCWG),其中包括不同的科学家在各种学科,成立维护、评估、和监控系统。

轮状病毒的核酸是由11个分段双链RNA。脱去蛋白质的轮状病毒RNA非传染性的,这表明他们拥有自己的依赖RNA的RNA聚合酶,利用生产mRNA ( 16]。轮状病毒基因组约为18500 bp的长度,每个段不同长度从667年到3302年,英国石油公司( 14]。轮状病毒基因序列是A + U丰富(58%到67%),和基因组双链端到端碱基配对,并积极意义与序列携带5′帽:m7Gppp G ( 米 ) GC ( 17]。每个正链RNA片段开始于5′胍序列后跟5′非编码序列是由一组守恒的序列。接着是一个开放阅读框(ORF)蛋白质编码产品和以终止密码子结束。接下来就有另一组非编码序列包含的一个子集守恒的终端3′序列结束有两个3′末端胞( 17]。

 3所示。流行病学的轮状病毒在尼日利亚

最早的报告进行了轮状病毒引起的腹泻在社区在欧州,Fagbami 等。( 18]。其他后续研究显示儿童轮状病毒感染的高患病率低于5岁急性肠胃炎在伊巴丹( 19, 20.]。这些早期的研究建立的存在和循环儿童轮状病毒在尼日利亚,但没有研究基因型传播负责疫情报告。最早的报告展示儿童轮状病毒感染的基因型分布与急性胃肠炎在尼日利亚是在1997年( 21),儿童在伊巴丹,欧州,博尔诺州迈杜古里。在这项研究中报道发生率为14.3%;基因型G1和G3也报道。另一项研究中,这组研究人员报道第一VP7序列分析从1996年尼日利亚 22]。这些最初的报道引发了轮状病毒研究的兴趣,和几个工人在接下来的几年里报告各种儿童轮状病毒感染的患病率在尼日利亚。

第一次重大报道尼日利亚的轮状病毒的分子流行病学进行了初到1990年代中期的两人亚大和Olaleye [ 21- - - - - - 23]。在这些早期的报告中,基因型G1P ( 8 ] 和G3P ( 6 ] 主要基因型检测;他们还报告了凳子的混合基因型组合数量与肠胃炎的儿童。第一个完整的VP7基因的核苷酸序列G1和G3轮状病毒隔离还报告了从尼日利亚 22]。随后,其他工人开始检测G2P等其它基因型组合 ( 6 ] 和G8P ( 6 ] ;混合基因型也G1G8P等报道 ( 6 ] ,G1G9P ( 6 ] ,( 24, 25]。最近Japhet et al。( 26)发现不寻常的主要基因型基因型G12P ( 8 ] 菌株,后来Ayolabi et al。( 27]。碱等。 28)发现G4P ( 8 ] ,G4P ( 6 ] ,G3P ( 6 ] 索科托州菌株之间的孩子。最近的报告轮状病毒分子鉴定报告不寻常的G3菌株此前没有在非洲发现的( 29日]。亚大的另一个具有里程碑意义的报告 et al。( 30.)显示的证据可能内部主机G8P重组 ( 1 ] 人类轮状病毒毒株HMG035非常相似的牛从泰国A5应变。在2016年第一个完整基因组序列的轮状病毒隔离从尼日利亚被报道 31日]。这些序列来自牛/人类重组G8P ( 1 ] ,HMG035 G8P ( 1 ] ,NGRBg8 G8P ( 1 ] 。到目前为止这些是唯一完全测序尼日利亚轮状病毒隔离。

 4所示。分子的多样性轮状病毒VP7 (G)和VP4 [P]基因型在尼日利亚1994年到2015年

探讨轮状病毒基因型的分子进化从1994年第一次轮状病毒序列提交基因库和2016年,我们搜索和下载所有可用的尼日利亚轮状病毒VP4和VP7基因序列在基因库,在线数据库的帮助下轮状病毒的资源,在国家生物信息中心(NCBI)。下载序列对齐使用Clustal W程序和系统发育分析使用邻居加入算法完成1000引导程序复制,使用分子进化遗传分析(6.0兆)软件, http://www.megasoftware.net。氨基酸与Bioedit www.mbio.ncsu.edu/bioedit/对齐了。序列标识代表氨基酸序列对齐在WebLogo生成程序可用 https://weblogo.berkeley.edu/logo.cgi。补充表 1和 2显示尼日利亚轮状病毒序列的列表下载的国家生物技术信息中心(NCBI)数据库,轮状病毒资源可用的尼日利亚中轮状病毒序列VP4和VP7基因。

从我们的分析中,尼日利亚VP7序列聚成七个基因型,G1, G2, G3, G8, G9, G10, G12。2000年前的老株孤立了基因G1, G8, G10,尽管其中的一些最近的隔离,恢复后的2010年,下降在八国集团,G9, G10。最近从污水废水分离菌株( 32]在G1和G3如图 1。大多数这些序列已经多年来在各种杂志上发表( 21, 26, 30., 32]。轮状病毒G1隔离集群与污水分离2血统在天堂二下降和临床孤立在天堂我先前报道 32]。多数的VP7序列恢复2010年和2013年之间属于基因型G3和G12和恢复在两个单独的暴发。第一次爆发发生在Ile-Ife在南西部,尼日利亚,2011年( 26),而第二个疫情发生在埃努古,尼日利亚东部Ile-Ife西南,尼日利亚,和迈杜古里尼日利亚北部,2013年 29日, 33]。几乎所有的G3隔离,尤其是2011年暴发菌株,第三家族内下降。所有基因型G12菌株从2011/2013暴发了血统三世的基因型,如图 1。只有10个核苷酸的变化发生在395个基点地区相应的VP7基因序列在三个分离株(图9中分析 2 (b));这说明遗传保护尼日利亚G12 VP7基因的轮状病毒毒株。

系统发育分析部分VP7 (G)从1994年到2015年尼日利亚的轮状病毒毒株的基因序列。环境排放污水隔离恢复显示为红色;2000年临床分离株之前提交给基因库蓝色所示。基因型作业表示在单杠的树。浅紫色阴影区域显示隔离属于天堂II基因型G1,虽然亮绿色阴影部分显示隔离属于第三家族基因型。系统发育树构建使用邻居加入算法在大型6.0与1000年启动复制。栏显示每个站点的替换数量规模。

(a)的氨基酸图案对齐位置的112年到243年a组轮状病毒(VP7) G12序列从尼日利亚,显示在每个位置相对大量的单个氨基酸分析。每个氨基酸的钻头尺寸直接相关的频率对准它的存在。(b)核苷酸序列比对的395个基点地区鳕鱼部分VP7基因对应氨基酸位置112年到243年的主题。

尼日利亚的分子多样性VP4 VP7基因型不如它广泛。从我们的分析VP4分成四个基因型,即P4, P6, P8, P1。几乎所有VP4基因序列被提交后,2000年,除了一个HMC035 G8P ( 1 ] 亚大孤立于1999年 et al。( 30.]。多数的序列分析来自最近很孤立正是在2012年和2013年之间( 29日, 33]。从我们的分析中,大多数基因型P ( 8 ] 隔离了血统三世,而基因型P ( 6 ] 隔离了血统(图 3);这是整合之前的报告 29日, 33]。尼日利亚G12部分序列的氨基酸和核苷酸比对显示是守恒的,与完整的氨基酸之间的主题保护分析G12隔离。上面的描述总结VP4和VP7基因多样性和尼日利亚的轮状病毒分离株的发展史。

系统发育分析部分VP4 (P)从1994年到2015年尼日利亚的轮状病毒毒株的基因序列。2000年临床分离株之前提交给基因库蓝色所示。基因型作业表示在单杠的树。浅灰色阴影区域显示隔离属于第三家族基因型P ( 8 ] ,而浅紫色阴影区域显示隔离属于血统基因型P ( 6 ] 。系统发育树构建使用邻居加入算法在大型6.0与1000年启动复制。栏显示每个站点的替换数量规模。

 5。讨论

建立了轮状病毒病在尼日利亚,引起急性胃肠炎(年龄)和严重的临床表现主要是五岁以下儿童( 2, 34]。轮状病毒疫苗已被引入到商业使用在尼日利亚市场但尚未纳入国家免疫计划。我们也目睹了出现不同的基因型的跨物种的重组(包括 30., 31日]。轮状病毒引起的腹泻的最全面的报道之一出版于2010年( 25]。Aminu et al。( 25)报道,在这项研究中18%的患病率在7%,腹泻的孩子年龄匹配的控制;基因型G1P ( 8 ] 据报道,是最丰富的基因型。其他报告包括乔斯腹泻的儿童的一项研究[ 35),使患病率为13.8%。最近的研究表明,轮状病毒引起的腹泻的患病率的增加在尼日利亚的不同部分。例如,一项研究Iyoha 等。( 36]报道19.2%的患病率轮状病毒引起的急性胃肠炎在贝宁城的孩子中,尼日利亚。索科托州的另一个研究,尼日利亚北部,五岁以下儿童轮状病毒引起的腹泻患病率也报道高积极性的轮状病毒抗原ELISA (25% 37]。一项研究在2016年在伊巴丹的孩子中报道患病率为18.5% ( 38]。尼日利亚北部的最新报告记录的流行率32.2%的儿童轮状病毒引起肠胃炎卡杜纳[ 39]。

轮状病毒的分子流行病学在尼日利亚已经证明从全球的共同基因型G1P传播 ( 8 ] 和G1P ( 6 ] 之前报道的千禧年( 23, 27G9P等),基因型 ( 8 ] 情况, ( 8 ] ,G12P ( 6 ] ,( 26- - - - - - 29日]。实验室监测轮状病毒诱导的年龄在尼日利亚已经很差,缺乏诊断设施在大多数医疗机构。这使得实际轮状病毒的巨大差距在知识时代的负担。大多数国家的轮状病毒疫苗接种引入EPI程序已经设立了分子监测监控现有的基因型和出现的发散的趋势以及疫苗逃脱突变株( 40, 41]。轮状病毒基因型的大型临床试验随访八国集团跨越2年,临床试验中Human-Bovine重组五价的疫苗其一®,进行跨3网站在西非。这项研究表明,非洲八国集团与疫苗菌株有类似的牛遗传骨干G8应变( 41]。这个信息洞察了五价的轮状病毒疫苗的功效的原因其一®( 41]。这只是一个例子,如何在轮状病毒分子流行病学帮助发展中国家控制的努力。在尼日利亚,这种类型的长期多点分子缺乏研究,和大多数分子研究短期机构研究通常由学者( 23, 29日, 33]。综述分析了轮状病毒VP4和VP7基因序列孤立的从1994年到2015年,一段跨越21年。在此期间七VP7基因型被报道来自尼日利亚,基因型G1, G2, G3, G8, G9, G10, G12,基因型G9和G12被最近的隔离 22- - - - - - 24, 26- - - - - - 29日]。排放污水环境隔离恢复也确定在我们的分析 42]。我们的分析显示了基因型的快速崛起和支配G12血统三世在尼日利亚。也有特定基因保护中的糖蛋白基因分离株的基因型,表明一个共同祖先起源的基因型在尼日利亚。基因型G12已迅速成为许多国家的主要基因型( 43]。其迅速蔓延的原因还没有被完全理解,是否可以归因于其相对最近的介绍在尼日利亚等国家。从我们的分析基因型VP4与其说是多样化的只有4基因型与基因型P已确定 ( 8 ] 是最主要的。没有足够的分子数据轮状病毒在尼日利亚我们只能检索两个隔离与完整的基因组序列NGRBg8 G8P ( 1 ] 孤立的在1998年和HMGO35 G8P ( 1 ] 孤立于1999年( 31日]。这Bovine-Human重组隔离有非常相似的基因结构,与RVA G8P的星座 ( 1 ] -I2-R2-C2-M2-A11-N2-T6-E2-H3。系统发育分析隔离NGRBg8 G8P ( 1 ] 显示一个跨物种传播的事件必须发生在牛( 31日]。

 6。结论

建立了轮状病毒感染的儿童腹泻的主要原因在尼日利亚( 20., 23, 30.]。基因型G1P ( 8 ] 和G2P ( 6 ] 已被证明在尼日利亚占主导地位( 23, 24, 29日]。最近引进更多不同基因型也被报道。不同基因型的新介绍继续发生尽管轮状病毒疫苗的可用性Rotarix®。基因型G12现在似乎迅速蔓延导致疫情在全国各地 29日, 33]。这些观察,迫切需要尼日利亚卫生当局实现一个全国性的轮状病毒分子流行病学监测系统监测,在考虑轮状病毒疫苗接种引入扩大免疫规划(EPI)计划。这将有助于提供必要的信息对当前基因型和小说的介绍以及进化突变株,以帮助增加当前轮状病毒预防和控制。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版审查。

 补充材料

补充表显示尼日利亚轮状病毒序列从资源库下载用于这项研究。表1:尼日利亚轮状病毒VP7基因序列用于系统发育分析从基因库中检索。表2:尼日利亚轮状病毒VP4基因序列用于系统发育分析从基因库中检索。

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