青藏高原鼠疫自然疫源地鼠疫菌基因组演变规律及其在鼠疫防控领域中的应用研究

Qinghai-Tibet plateau nature plague foci has large area and distributes widely with severe prevalence of plague and the associated detriment, the Yersinia pestis isolated here have complicated population structure and present diversity. A lot of practical problem cann’t be explained by the existing research results, therefore, developing a series of simple and practical whole genome information analysis methods has been the effort direction for scientists. This project intend to choose 1000 Yersinia pestis isolated from different ages，hosts and media, represent different geographic distribution characteristics in Qinghai-Tibet plateau nature plague foci as the research object, apply MLVA、SNPs analysis based on whole genome information etc. technology to investigate the strains’ genome variation characteristics, so as to illminate the genotype and genome evolution rule, abtain the population genetics structure. Meanwhile, combined with epidemiological data, to systematically analze the relationship between the strains’ phenotypic, genetic characteristics and the host niche, the plague foci, to compare the differences among the strains in 5 different ecological geographical landscape. Based on the research, we expect to provide basic data for plague epidemiology survey and tracing, pathogen features prediction and plague prevalence rule analysis. Otherwise, Qinghai-Tibet plateau is in an important location of “the Belt and Road”, corresponding researches have great significance to the plague prevention and control work in this region.

青藏高原鼠疫自然疫源地分布广、面积大、鼠疫流行猛烈、危害严重，鼠疫菌株种群结构复杂且呈现多样性。现有的研究结果不能解释诸多实际问题，因此，发展一系列简便实用的全基因组分析方法，成为科技工作者努力的方向。本项目将1000余株青藏高原不同年代、不同宿主及媒介分离的、代表不同地理分布特征的鼠疫菌株作为研究对象，利用MLVA分型筛查、全基因组SNPs分析等技术手段，考察青藏高原鼠疫菌基因组变异特征，阐明该疫源地鼠疫菌的基因组型别和基因组进化规律，获得鼠疫菌的群体遗传学结构，并结合流行病学数据，系统地分析鼠疫菌株表型、遗传特征和菌株宿主生态位及疫源地的联系，比较5种不同的生态地理景观菌株差异。通过本研究，预期对青藏高原鼠疫流行病学调查和溯源、病原体特性预测、鼠疫流行规律分析提供基础性数据。且青藏高原处于我国“一带一路”的重要位置，相应科研工作对该地区鼠疫防治工作具有重要意义。

青藏高原鼠疫自然疫源地分布广、面积大、鼠疫流行猛烈、危害严重，鼠疫菌株种群结构复杂且呈现多样性。目前已发现存在喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地（1954年）和青海田鼠鼠疫自然疫源地（1997年）。进入21世纪以来，青藏高原动物鼠疫疫情异常活跃，新的宿主动物和传播媒介不断增加，人间鼠疫在局部地区呈暴发流行趋势，鼠疫在该地区仍然是严重的公共卫生问题之一。因此，本项目将1000余株青藏高原不同年代、不同宿主及媒介分离的、代表不同地理分布特征的鼠疫菌株作为研究对象，利用全基因组测序和单核苷酸多态性(SNPs)分析等技术手段，对青藏高原鼠疫自然疫源地鼠疫菌进行了系统的研究，揭示了青藏高原鼠疫菌基因组变异特征，获得鼠疫菌的群体遗传学结构，并结合前一个课题的研究结果和流行病学数据，系统地分析鼠疫菌株表型及遗传特征和菌株宿主生态位之间的关系，建立了青藏高原鼠疫自然疫源地鼠疫菌基因分型数据库。研究发现在青藏高原喜马拉雅旱獭鼠疫自然疫源地的五个亚型疫源地，鼠疫菌基因型呈现明显地区差异，巴颜喀拉山亚型疫源地的基因型别是DFR5型，MH型和CRISPR26型，冈底斯山亚型的基因型别是DFR10型，MR型和CRISPRs9型，念青唐古拉山那曲地区亚型是DFR6型，MJ型和CRISPRs22型，中昆仑山亚型是DFR11型，MQ型和CRISPRs24型，祁连山亚型是DFR8型，MS型和CRISPRs24型。从三个分型方法的综合观察，青藏高原鼠疫菌可以和上面提到的分疫源地高度贴合，反应出青藏高原鼠疫菌株高度特异的地理特征分布。通过本研究，为青藏高原鼠疫流行病学调查、溯源、病原体特性预测、鼠疫流行规律分析提供基础性数据。为此，开展本项目对鼠疫防治事业的发展、保障人民生命安全、维护社会稳定和社会主义和谐社会建设必将产生深远的影响 ，其社会效益、经济效益是无法估量的。