中国基因Ⅳ型戊型肝炎病毒人畜共患亚型的流行特征与进化动力学研究

Hepatitis E virus genotype 4 (HEV-4) has become the dominant cause of hepatitis E infection in China. HEV-4 includes multiple subtypes which could exist in same geographical areas and infect both humans and pigs. In eastern and southwestern China, the present study is conducted with examination of HEV RNA and subsequent sequencing of HEV RdRp fragment in acute hepatitis E cases and adult pigs for slaughter: 1) to establish the association between HEV-IgM, HEV-IgG, viremia, and liver function indices in acute hepatitis E cases, which will be further evaluated by HEV-4 subtypes; 2) to determine the factors related with detection rates of HEV RNA in acute hepatitis E cases and adult pigs, as well as to conclude the zoonotic, seasonal, and geographical pattern and mutual interaction of HEV-4 subtype distribution; 3) to connect the seasonal and geographical pattern of HEV-4 subtype distribution and phylogenetic similarity inside and between subtypes to further investigate the characteristics of adaptive evolution in HEV genome; 4) to topologically compare the phylogenetic trees constructed by 821nt RdRp fragment and full-length sequence (obtained from 5% of typical positive specimens in present study), respectively, and also to determine the mutation, the substitution, and selective pressure in both nucleotide and amino acid sequences with HEV-4 subtypes; 5) to calculate the separate and combined parameters of human and swine HEV-4 subtype population in evolutionary dynamics analysis, to reconstruct the zoonotic, seasonal, and geographical pattern of HEV-4 evolution and spread in China, which will provide principal data for further control of HEV zoonotic transmission.

基因Ⅳ型戊型肝炎病毒（HEV-4）在我国居于主导地位，其包含多个亚型，在不同地区可同时存在，并同时感染人与猪。本研究基于华东与西南地区的研究现场，检测急性戊肝患者与待屠宰生猪群的HEV RNA并测定HEV RdRp基因片段：①分析急性戊肝血清抗体、病毒血症与肝功能指标的关联性，比较HEV-4各亚型间的差别；②探讨病毒血症检出率与猪群HEV携带率的影响因素，确定HEV-4各亚型的人畜-季节-地区分布规律及其交互作用；③比对HEV-4各亚型的季节-地区分布情况与各亚型内部/亚型之间的序列同源性程度，推断适应性进化特征；④扩增5%阳性标本的全长序列，分析非全长片段构建进化树拓扑结构的可靠性，比较HEV-4各亚型核苷酸/氨基酸序列的变异特点与进化选择压力；⑤比较各亚型人/猪病毒种群的单独与合并进化动力学参数，追溯我国HEV-4的人畜-时间-空间进化与传播过程，为控制HEV人畜共患传播提供科学依据。

基因Ⅳ型戊型肝炎病毒（HEV-4）是我国戊型肝炎感染的主导基因型。本研究收集散发性急性戊肝病例298例，检出HEV病毒血症119例（39.9%）；采集猪胆汁标本7200份，检出HEV RNA共292份（4.1%）。通过扩增HEV ORF1 RdRp 821nt核苷酸片段，分离获得人HEV序列95条和猪HEV序列230条，均为HEV-4；其中，4a亚型比例最高（50.8%），然后依次为4b（30.5%）、4d（10.2%）、4h（5.5%）和4i亚型（3.1%）。分析发现：①上海检出上述五种HEV-4亚型，4a为主导基因型；安庆分离为4a、4d亚型；南宁、重庆以4b亚型为主，另有4a、4h亚型；②猪群感染HEV-4亚型存在地区分布特征，而戊肝病例分离亚型则未发现；③华东与西南地区猪群感染4a 亚型全年可见、主要（>73%）分离于上半年，4b 亚型则主要（>65%）分离于下半年。这种季节性可能与地区性相关，提示适应性进化特征。.分析HEV-4a与4b这两种最主要的人畜共患亚型，发现前者的总体位点替换率高于后者，但替换速率较低。根据4a和4b亚型分离序列推算的理论感染宿主数分别在1960年代和1980年代开始上升，并均在1990年代进入平台增长期，此后快速下降进入瓶颈期；但4a亚型在近五年内又重新开始上升。4a亚型序列中，人分离株的进化分歧时间早于猪分离株；4b亚型序列中，华东地区分离株的分歧时间也早于西南地区分离株。结合系统进化树，提示HEV-4存在人→猪→人和华东各地之间的宿主与地区双向传播。.本研究同时检测具有急性肝炎症状（排除甲肝与丙肝感染）的医院就诊病例的抗HEV抗体及其乙肝（HBV）感染情况，发现抗HEV IgM抗体阳性者的HBV感染比例较低，提示两者合并感染可能较少；但短期的前瞻性观察未能证实HBV感染者不易感染HEV。单纯HEV急性发病在短期内对肝功能损伤较大，但恢复较快；而HEV合并HBV感染者由于既往肝功能损伤而出现代偿/耐受，但恢复较慢。HEV-4基因亚型与HBV合并感染、肝功能无明显关联性。此外，观察社区一般人群的抗HEV抗体变化趋势，发现一年期间约0.81%的非HEV感染者同时出现抗HEV IgG和IgM抗体阳性，约10%的非感染者转为抗HEV IgG抗体阳性，同时亦有5%的感染者IgG抗体转阴性，提示HEV感染暴露在研究现场长期、普遍存在。