病毒学的进步

病毒学的进步/2017年/文章

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体积 2017年 |文章的ID 4247853 | 7 页面 | https://doi.org/10.1155/2017/4247853

沙特阿拉伯西南部省份急性上呼吸道感染患者中人类呼吸道病毒的模式和mers冠状病毒的缺乏

学术编辑器:乔治•n Pavlakis
收到了 2016年10月26日
修改后的 2017年1月12
接受 07年2月2017年
发表 2017年2月27日

摘要

通过在2013年11月和2014年1月(冬季)之间,我们对五个医疗中心进行了增强的呼吸症状的呼吸系统症状的监测。从182名患者中收集鼻拭子,并使用RT-PCR和多重微阵列筛选MERS-COV以及其他呼吸道病毒。这些患者共有75名(41.2%)具有阳性病毒感染。在任何样品中未检测到MERS-COV。人类鼻病毒(HRV)是最多检测到的病原体(40.9%),然后是非MERS-COV人冠状病毒(19.3%),流感(流感)病毒(15.9%)和人类呼吸合胞病毒(HRSV)(13.6%).根据HRV,流感A和HCOV-OC43在成人和RSV,HCOV-HKU1和HCOV-NL63更普遍的年龄的年龄,病毒主要限于15岁以下的儿童。此外,辛纤维并不少见在这项研究中,由于病毒的几种组合,17.3%的感染患者具有双重感染。双重感染随着年龄的增长而降低,并且在45岁以上的人中完全消失。我们的研究证实,MERS-COV在沙特阿拉伯西南地区并不常见,并显示出其他常见呼吸道病毒的高多样性和患病率。本研究还凸显了增强监测系统以更好地感染控制的重要性和贡献。

1.介绍

急性呼吸道感染(ARTIs)是全球所有年龄人群发病和死亡的主要原因。每年有数百万5岁以下儿童死于呼吸道感染[12].虽然呼吸道病毒是阿兹海默症的主要病因,但其流行和传播往往受到若干地理、人口和环境因素的影响[3.].此外,缺乏简易和廉价的诊断方法,非特异性症状,大量相关病毒,以及混合感染的可能性,通常阻碍了及时和准确地识别病原体。然而,最常见的人类呼吸道病毒是人类呼吸道合胞病毒(hRSV)、流感病毒(Flu)、人类鼻病毒(hRV)、肠道病毒(EV)、人类冠状病毒(hCoV)、人类副流感病毒(hPIV)、人类腺病毒(hAdv)和人类偏肺病毒(hMPV) [4].在世界其他几个地区也报告了其他几种新兴呼吸道病毒如中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-COV)和禽流感病毒(H5N1和H7N9)。

在沙特阿拉伯,每年报告500多万例ARTIs病例[5],但由于以下几个原因,其病因在很大程度上仍不明确。首先,以前的大多数研究主要集中在每年一度的朝觐[6- - - - - -9这可能不能准确地反映当地流行的病毒种类。第二,虽然其他几项研究调查了沙特阿拉伯境内ARTIs的病毒流行情况,但大多数报告都集中在特定的病毒病原体上[10- - - - - -13].第三,除了沙特阿拉伯首都利雅得[51113- - - - - -15],来自该国其他地区的报告数量非常有限[121617].

此外,最近在沙特阿拉伯的MERS-COV出现,其持续传播,以及相关的高死亡率(35-40%)明确代表了本地和全球性的严重公共卫生和经济问题[18].中东呼吸综合征冠状病毒是一种谱系C - β冠状病毒(betaCoVs) [19]引起的症状从无症状或轻微上呼吸道感染,到与急性肺炎有关的严重感染,以及偶尔的全身感染和多器官衰竭[20.].2012年首次在沙特阿拉伯报道[21],后来又从阿拉伯半岛、非洲、欧洲、亚洲和北美的26个国家[22].几乎所有报告的中东呼吸综合征冠状病毒病例都与阿拉伯半岛有关。在沙特阿拉伯的几个城市,包括阿拉沙、塔伊夫、吉达和利雅得,报告了频繁的中东呼吸综合征冠状病毒散发病例和多家医院暴发[2324].

吉赞省位于沙特阿拉伯西南部,就在也门的北部。它是沙特阿拉伯第二大和人口最密集的省份,密度约为132/km225].到目前为止,尚无关于该国这一地区呼吸道病毒流行的报告。此外,虽然在沙特阿拉伯几个地区开展了几项中东呼吸综合征冠状病毒监测研究,但只有少数报告检查了吉赞省中东呼吸综合征冠状病毒的血清流行情况,并没有发现该地区中东呼吸综合征冠状病毒传播的血清学证据[2627].这些数据与沙特阿拉伯中东呼吸综合征冠状病毒的总体流行模式一致,特别是自2012年以来该省只报告了一例中东呼吸综合征病例[28].因此,我们在2013年11月至2014年1月(冬季)期间,在沙特阿拉伯西南地区的5家医疗中心加强了呼吸道症状的监测,对所有有症状的门诊患者进行了检测。

2.材料和方法

2.1.样品

2013年11月至2014年1月(冬季),在沙特阿拉伯吉赞省5个医疗中心共收集了182份样本。收集所有在这五家医疗保健中心出现急性呼吸道感染症状的所有年龄段的有症状门诊患者的鼻咽拭子。收集131例男性患者和51例女性患者的拭子。所有棉签均在病毒运输介质中收集,在−80°C下存储,并在沙特阿拉伯吉达阿卜杜勒阿齐兹国王大学法赫德国王医学研究中心的特殊感染性病原体单位运输处理。获得吉赞大学伦理委员会(JUEC)伦理批准。收集所有临床资料和实验室结果,并获得所有成年患者和儿童家长的知情同意。

2.2.RNA提取和cDNA合成

为了控制RNA的提取,将样品解冻,并将2μ.将C型肝炎病毒(1a型)装甲RNA (aRNA)加到200μ.L对每个样品进行内部控制。使用QIAamp病毒RNA迷你试剂盒(德国Qiagen),按照厂家说明进行RNA提取,最终洗脱体积为40μ.l,提取的RNA在−80℃保存至使用。然后使用SuperScript III First-Strand Synthesis SuperMix试剂盒(Invitrogen公司,美国)对病毒RNA进行逆转录。反应混合物由1μ.随机引物的L, 1μ.L退火缓冲液μ.L总量为8的含有ArNA的提取的RNA μ.湖将混合物在70℃温育5分钟,然后将PCR嵌段冷却至4℃。之后,10 μ.L的2x第一链反应缓冲液和2μ.在混合液中加入l的酶混合物,25℃孵育5 min, 50℃孵育50 min。反应混合物在85°C孵育5分钟使酶失活,cDNA在−80°C保存至使用。所有样品均采用英菲尼迪RVP +分析仪进行检测,该分析仪可识别以下呼吸道病毒:甲型流感病毒(暗礁),乙型流感病毒(失策),猪流感H1N1病毒,hPIV(1、2、3、4),hRV (A和B),电动汽车(A, B, C, D), hCoV (HKU1, OC43 NL63, 229 e), hMPV (A和B), hRSV (A和B)和hAdv (A, B, C, D)根据制造商100年敏感性和特异性为90%(美国AutoGenomics)。

2.3。RVP + Infiniti微阵列分析

生成的cDNA经多重反应PCR扩增,加入9.9μ.l准备使用的扩增混合物,包含dNTPs,多重引物混合物,MgCl2和反应缓冲液(AutoGenomics, USA), 0.1μ.l铂Taq聚合酶(Invitrogen公司,美国)μ.l的互补。循环条件如下;一个循环,94°C 2分钟,接着是39个循环,94°C变性30秒,55°C退火,72°C拉伸1分钟。最终在72°C下延长3分钟,然后在4°C下保持反应结束。将剩余的dNTPs和PCR引物中PCR产物清除,加入3μ.L虾碱性磷酸酶(SAP),0.75 μ.l的外切酶I (EXO) (GE生命科学,美国)μ.l的钛Taq聚合酶(Invitrogen,美国)到每个PCR产物,混合物在37°C孵育30分钟,然后在94°C孵育10分钟,最后在4°C保持。然后,根据制造商的说明,将所有样品装入英菲尼迪Plus分析仪,使用RVP Plus分析(AutoGenomics, USA)进行测试。简单地说,使用检测引物(AutoGenomics, USA)对样品进行引物延伸反应,用扩增产物的荧光核苷酸进行荧光标记,然后将标记的扩增产物与DNA微阵列芯片上相应的探针杂交。然后对芯片进行清洗、扫描,并记录和分析信号。当病毒信号和背景信号的比值高于制造商软件计算的阈值时,标本被认为是阳性的。

2.4。MERS-COV RT-PCR

如前所述,从所有样品中提取的RNA通过LightCycler 2.0 (Roche, Germany)上的实时RT-PCR检测MERS-CoV上游e基因(UpE) [29在最后20卷中μ.l.阴性(无模板对照(NTC))和阳性对照均包括在内。

2.5。统计方法

采用社会科学统计软件包(SPSS v20.0;IBM作物,阿蒙克,纽约,美国)。连续变量的描述性统计使用非参数Mann-Whitney进行比较 或者是Kruskal-Wallis测试。对于分类变量,χ2Fisher精确测试,或者 采用检验来评估各比例之间的差异或评估各比例之间是否存在关联。双尾概率值 < 0.05被认为有统计学意义。值以平均值或标准偏差和必要时的百分比表示。

3.结果

3.1.流行病学数据

在检测的样本中,41.2%(75/182)的病毒呈阳性(见表)1,其中72%(54/75)为男性,28%(21/75)为女性。沙特阿拉伯人占84%(63/75),而非沙特人占16%(12/75)。无论性别或种族,阳性样本的患病率相似。其中,男性和女性患者的检出率分别为41.2%(54/131)和41.1%(21/51),沙特人和非沙特人的检出率分别为40.7%(63/155)和44.44%(12/27)。同样,吸烟似乎对呼吸道病毒的检测没有显著影响,吸烟者和非吸烟者的呼吸道病毒检测率分别为39.4%(13/33)和41.61%(62/149)。如表所示1呼吸道病毒检出率随年龄增长而逐渐下降。呼吸道病毒在15岁以下人群中更常见,占感染患者的34.7%(26/75)。然而,在35-44岁到保健中心就诊的患者中,病毒检出率为61.9%(13/21)。紧随其后的是44岁以上的人(45.45%,5/11)和15岁以下的人(41.94%,26/62),这表明与15岁以下的儿童相比,老年人到保健设施就诊通常与实际感染有关。有趣的是,该地区不同医疗中心之间的检出率存在显著差异。如表所示1,与剩余的3个中心相比,医疗中心3(48%,36/75)和医疗中心第4号(29.3%,22/75)中,病毒更常见。


变量 受感染的 所有科目
人数(%) 人数(%)

总数 75 (41.2) 182 (100)
性别
男性 54 (72.0) 131 (72.0)
21日(28.0) 51(28.0)
国籍
沙特 63(84.0) 155 (85.2)
Non-Saudi 12(16.0) 27日(14.8)
抽烟
是的 13 (17.3) 33 (18.1)
没有 62 (82.7) 149 (81.9)
年龄(年)
< 15 26日(34.7) 62 (34.1)
15 - 24 16 (21.3) 48 (26.4)
25 - 34 15 (20.0) 40 (22.0)
35-44 13 (17.3) 21日(11.5)
> 45 5 (6.7) 11 (6.0)
医疗保健中心
中心1 2(2.7) 2 (1.1)
中心2 10(13.3) 19日(10.4)
中心3 36 (48.0) 68 (37.4)
中心4 22(29.3) 87 (47.8)
中心5 5 (6.7) 6(3.3)

中心1 (Al Rowdah District, North),中心2 (Al Rowdah District, South),中心3 (Area 5),中心4 (Al Safa District),和中心5 (Al shata District)。
3.2.病毒流行率和临床概况

本研究收集的所有样本均首次采用RT-PCR检测mers冠状病毒。与沙特阿拉伯中东呼吸综合征冠状病毒目前的流行和传播模式相一致,所有样本均被视为中东呼吸综合征冠状病毒阴性,这表明沙特阿拉伯西南部地区缺乏中东呼吸综合征冠状病毒的鼻腔传播。接下来,使用英菲尼迪RVP +微阵列法对所有样本进行各种呼吸道病毒检测。如表所示2在75例感染患者中,62例(82.7%)为单呼吸道病毒感染。17.3%(13/75)同时感染两种呼吸道病毒。


病毒 单一感染 繁殖 所有感染
人数(%) 人数(%) 人数(%)

HRV 29(46.8) 7 (26.9) 36 (40.9)
hCoV-OC43 9 (14.5) 5 (19.2) 14 (15.9)
Hcov-HKU1 2(3.2) 0 2 (2.3)
HCOV-NL63 1 (1.6) 0 1 (1.1)
hRSV-A 1 (1.6) 2 (7.7) 3 (3.4)
hRSV-B 7(11.3) 2 (7.7) 9 (10.2)
暗礁 7(11.3) 5 (19.2) 12 (13.6)
瞎搞 2(3.2) 0(0.0) 2 (2.3)
EV. 2(3.2) 1 (3.9) 3 (3.4)
hAdv 1 (1.6) 4(15.4) 5 (5.7)
hMPVA 1 (1.6) 0 1 (1.1)

共感染包括13例共感染患者(2 × 13)检出的所有病毒。
包括在单次感染(62例)和合并感染(26例)中检测到的病毒。

最常检出的病毒为hRV(40.9%, 36/88)、hCoV-OC43(15.9%, 14/88)、FluA(13.6%, 12/88)、hRSV-B(10.2%, 9/88)和hav(5.7%, 5/88)。最常见的合并感染病毒是hRV,在13例合并感染患者中有7例检出,占合并感染病毒总数的26.9%(7/26)(见表)2).其次是hCoV-OC43(19.2%, 5/26),暗礁(19.2%,5/26),hAdv (15.4%, 4/26), hRSV-A (7.7%, 2/26), hRSV-B(7.7%, 2/26),和EV(3.9%, 1/26)。人RV以hav(4/7)和hCoV-OC43(4/13)合并感染最为常见(30.8%,4/13),其次为hCoV-OC43和流感(23.1%,3/13)。其余6例共感染检出1次,均为独特的呼吸道病毒组合(见表)3.).人RV是唯一在所有年龄组中检测到的病毒,而且与年轻人或老年人相比,在25-34岁的年龄组中最常见的病毒(表格3.).有趣的是,虽然男性患者比女性患者有更多的同时感染,但随着年龄的增长,一种以上病毒的检测下降,在45岁以上的人群中,无论性别,都完全消失(见表)3.).


感染病毒 的患者数量 年龄(年) 性别
人数(%) 人数(%)
< 15 15 - 24 25 - 34 35-44 > 45 男性

总数 75 26日(34.7) 16 (21.3) 15 (20.0) 13 (17.3) 5 (6.7) 54 (72.0) 21日(28.0)
HRV 29 5 (19.2) 6 (37.5) 9 (60.0) 5 (38.5) 4 (80.0) 24 (82.8) 5 (17.2)
hCoV-OC43 9 3 (11.5) 1 (6.3) 1 (6.66) 4 (30.8) 0 7 (77.8) 2(22.2)
Hcov-HKU1 2 1 (3.8) 0 0 0 1 (20.0) 0 2 (100)
HCOV-NL63 1 1 (3.8) 0 0 0 0 1 (100) 0
hRSV-A 1 0 1 (6.3) 0 0 0 1 (100) 0
hRSV-B 7 5 (19.2) 2 (12.5) 0 0 0 4 (57.1) 3 (42.9)
暗礁 7 2 (7.7) 1 (6.3) 2 (13.33) 2 (15.4) 0 5(71.4) 2 (28.6)
瞎搞 2 1 (3.8) 0 1 (6.66) 0 0 1 (50) 1 (50)
EV. 2 2 (7.7) 0 0 0 0 1 (50) 1 (50)
hAdv 1 0 1 (6.3) 0 0 0 1 (100) 0
hMPVA 1 0 0 1 (6.66) 0 0 1 (100) 0
hRV +暗礁 1 0 1 (6.3) 0 0 0 1 (100) 0
hAdv + hRV 4 2 (7.7) 1 (6.3) 1 (6.66) 0 0 2 (50) 2 (50)
hCoV-OC43 +暗礁 3. 1 (3.8) 1 (6.3) 0 1 (7.7) 0 3 (100) 0
hRV + hRSV-A 1 1 (3.8) 0 0 0 0 1 (100) 0
hRSV-A + hRSV-B 1 1 (3.8) 0 0 0 0 0 1 (100)
hCoV-OC43 + hRSV-B 1 0 1 (6.3) 0 0 0 1 (100) 0
暗礁+电动汽车 1 1 (3.8) 0 0 0 0 0 1
hCoV-OC43 + hRV 1 0 0 0 1 (7.7) 0 0 1

比较感染和未感染患者的总体临床症状(见表1)4),我们发现病毒感染阳性检测与流鼻涕的表现之间存在显著关联 ,喘息 ,或嗜睡 医疗设施。虽然少数患者限制了我们检验每种病毒感染与临床症状之间关系的能力,但我们观察到鼻塞与单一感染之间的显著相关性 与双重感染相比(表5).


临床
症状
受感染的 未受感染的
人数(%) 人数(%)

发热 54 (72) 65 (60.7)
咳嗽 68 (90.7) 96(89.7)
流鼻涕 67 (89.3) 80 (74.8)
喘息 17 (22.7) 9(8.4)
头疼 36 (48.0) 38 (35.5)
喉咙痛 62 (82.7) 88 (82.2)
呼吸困难的 8 (10.7) 11 (10.3)
嗜睡 30 (40.0) 27日(25.2)
恶心想吐 10(13.3) 10(9.3)
鼻塞 59 (78.6) 72 (67.3)
耳痛 7(9.3) 12 (11.2)

重要的 值< 0.05。

临床症状 单一感染 合并感染
人数(%) 人数(%)

发热 43(69.4) 11 (84.6)
咳嗽 55 (88.7) 13 (100)
流鼻涕 56 (90.3) 11 (84.6)
喘息 13 (21) 4 (30.8)
头疼 29(46.8) 7 (53.8)
喉咙痛 51(82.3) 11 (84.6)
呼吸困难的 5 (8.1) 3 (23.1)
嗜睡 25 (40.3) 5 (38.5)
恶心想吐 8 (12.9) 2 (15.4)
鼻塞 52 (83.9) 7 (53.8)
耳痛 4 (6.5) 3 (23.1)

重要的 值< 0.05。

4.讨论

在本研究中,我们筛查了来自沙特阿拉伯西南部省份182名疑似ARTIs的有症状患者的临床样本,不仅筛查了中东呼吸综合征冠状病毒,还筛查了其他呼吸道病毒。虽然在41.2%的患者中发现了几种呼吸道病毒,但我们未能在研究人群中发现任何中东呼吸综合征冠状病毒的证据,这与该地区以前的报告相一致[2627].值得注意的是,2013年在沙特阿拉伯王国的Dromedary骆驼中研究了Mers-Cov的地理循环,并没有找到珍宝省Mers-Cov的任何证据[30.].

有趣的是,15岁以下儿童和15岁以上人群的病毒流行率几乎相似。具体来说,62名儿童中有26名(41.9%)检测出一种或多种病毒呈阳性。同样,所有15岁以上的成年人中有40.1%被感染。在我们的研究中,利雅得儿童的感染率低于此前报道的比率(约61%)[13或在沙特阿拉伯南部地区的纳季兰省(>74%)[17)(图1).但这一差异是意料之中的,因为这两项研究主要针对的是≤5岁的住院儿童。相比之下,我们对初级卫生保健机构的门诊病人进行了筛查,使用了更大的年龄范围,这也与随着年龄增长呼吸道病毒检测的下降相一致(表)1).尽管如此,在我们的研究中,儿童占所有感染患者的最大比例(34.7%),与其他年龄组相比。

人类RV占已确认病原体的40.9%以上,其次是非中东呼吸综合征冠状病毒人类冠状病毒(19.3%)、流感病毒(15.9%)和hRSV(13.6%)。另一方面,其他呼吸道病毒(hav、EV和hMPVA)的检测占所有已鉴定病毒的10.2%。虽然hRV、A型流感和hCoV-OC43在15岁以上的成年人中更普遍,但它们在大多数年龄组的患者中都能检测到。RSV、hCoV-HKU1和hCoV-NL63主要局限于儿童。我们的数据清楚地表明,hRV是冬季除甲型流感和hCoV-OC43外,引起ARTIs的一个重要原因。本研究中呼吸道病毒的总体流行率与以往儿童呼吸道病毒的报告一致[51317]和成年人[931]来自沙特阿拉伯。然而,与也门的研究相比,我们的数据显示儿童的较低级别的RSV和HMPVA,这非常靠近济雅省[3233].虽然显然需要进一步的研究,但这些差异可能是由于也门的额外风险因素,尤其是儿童[3233].

在这项研究中,合并感染并不少见,其中17.3%的感染患者有双重感染,这与土耳其最近的一项研究一致[34].但是,它高于来自沙特阿拉伯的儿童的先前报告的利率[517很可能是由于两项研究的方法不同。最常见的共感染病毒为hRV(7/13),与hav、FluA、hRSV、hCoV-OC43等病毒共检出。其他经常同时感染的病毒有FluA、hCoV-OC43、hRSV和hav。值得注意的是,hCoV-OC43是其他非中东呼吸综合征冠状病毒中唯一同时感染的冠状病毒。有趣的是,与单次感染(1次)相比,合并感染(4次)中hav的检出率更高,且所有合并感染均仅与hRV合并。此外,与其他年龄组相比,双重感染在15至24岁的儿童和年轻人中更常见。虽然病毒合并感染在患有ARTIs的住院儿童中非常常见,但这种感染对门诊病人的影响尚不清楚,特别是一些研究得出结论,合并感染可能或可能不会导致疾病严重程度和住院风险的增加[35- - - - - -38].尽管如此,还需要更多的研究来更好地理解合并感染的临床影响。

有趣的是,在我们的研究中,呼吸道病毒的检测在不同地区之间存在显著差异。两个中心(3和4)提供了超过77%的阳性病例,表明与其他3个中心相比,这些中心可能服务于该地区的一个大社区,因此它们可以作为未来监测研究的合适哨兵。不仅呼吸道病毒感染患者,而且某些细菌感染患者的临床症状和表现具有相似性,这是基于临床表现进行诊断的障碍。虽然我们观察到病毒感染与一些临床症状(如流鼻水、嗜睡和喘息)之间存在一定的联系,但由于本研究中样本量小,总体症状并不具有特异性。本研究的其他局限性包括研究周期短(冬季)和只关注病毒制剂。尽管如此,分子诊断方法(如微阵列或多重PCR)的快速发展应该有助于对流行病毒的流行病学特征进行鉴定。

总之,我们的数据表明,在沙特阿拉伯西南部省份流行的病毒是高度多样化的,hRV是冬季各年龄组的主要病原体。此外,这表明与其他地区相比,中东呼吸综合征冠状病毒在沙特阿拉伯这一地区并不常见,这很可能是因为中东呼吸综合征冠状病毒的宿主单峰骆驼数量有限,因此它们与该地区直接接触。最后,使用多重分析方法,如本文所使用的方法,有助于确定呼吸道病毒的频谱和多样性,并有助于公共卫生当局实施有效的控制措施。这表明加强监测对了解呼吸道感染的流行病学和采取适当的控制措施具有重要意义。

相互竞争的利益

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

这项研究是由沙特阿拉伯吉赞的吉赞大学科学事务与研究系主任资助的(3475-36号批准)。作者感谢来自吉赞省不同医疗中心的Mohammed Abdulhaleem Ahmed博士、Mohammed Saad Oraby博士、Maysa Saad Nadeem博士、Waad Hassaneen博士和Shymaa Alsaid博士帮助收集样本。

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