中国部分地区健康献血人群血液宏基因组分析与新发病原体研究

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jjjjjjj7
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目的本课题基于高通量测序技术和血液宏基因组分析,调查我国部分地区健康献血人群血液微生物组,分析健康献血人群血液中可能存在的新发病原体,再进一步通过实时荧光定量PCR技术(qPCR)和酶联免疫吸附试验(ELISA)评估病原体的核酸及抗体流行情况,旨在对我国采供血机构健康献血者血液中新发病原体感染风险做出初步评估。方法(1)高通量测序与血液宏基因组学分析 收集凉山彝族自治州(以下简称凉山)、文山壮族苗族自治州(以下简称文山)、武汉市、昆明市和南京市5个地区的健康献血者血液样本共9 113(人)份。5个地区的血清样本分别汇集成5个master pool。分别提取5个地区血清master pool样本病毒总核酸。每个核酸样本分别取其中100μL逆转录成cDNA。5个地区共10份核酸样本进行Illumina NovaSeq 6000高通量测序,测序结果通过微生物基因序列比对,对微生物注释分类。(2)HSV 基于 SYBR Green qPCR 体系建立 通过 NCBI Nucleotide 查询 HSV-1和HSV-2全基因组序列,用BLAST 比对出共有序列。根据共有序列设计HSV-1和HSV-2通用引物。合成引物和产物质粒,引物和质粒相互验证,优化实验条件,建立qPCR检测方法。(3)HSV流行病学调查 随机抽取凉山、武汉、昆明、南京和德宏傣族景颇族自治州(以下简称德宏)5个地区共2 779(人)份血清样本,用ELISA法检测HSV-1和HSV-2特异性抗体。武汉和昆明样本以三阶结构汇集法汇集血清mini pool,凉山、南京和德宏样本以矩形阵列方式汇集血清mini pool。汇集的mini pool样本及可疑阳性的单人份样本逐一行qPCR检测。统计各地区特异性抗体及HSV DNA 阳性率。对比分析不同地区健康献血人群性别、年龄、职业、受教育程度及献血频次等HSV抗体阳性率的差异。结果(1)凉山DNA pool和cDNA pool高通量测序结果中注释为病毒的reads及其在微生物组中的比例分别为15(0.01%)、0,细菌213 057(94.24%)、4 105 600(98.15%),真核生物 10623(4.70%)、18446(0.44%);文山 DNA poo l和 cDNA pool高通量测序结果中注释为病毒的reads及其在微生物组中的比例分别为0、0,细菌 653 972(98.25%)、4417409(98.17%),真核生物 8 657(1.30%)、16487(0.37%);武汉DNA pool和cDNA pool高通量测序结果中注释为病毒的reads及其在微生物组中的比例分别为164(0.02%)、0,细菌1 011 139(98.87%)、4718190(98.68%),真核生物 8 274(0.81%)、8 669(0.18%);昆明 DNA pool 和 cDNA pool高通量测序结果中注释为病毒的reads及其在微生物组中的比例分别为12 702(0.35%)、6 966(0.13%),细菌 3 648 382(99.43%)、5 117 838(98.84%),真核生物 3 750(0.1%)、10 395(0.20%);南京 DNA pool 和 cDNA pool 高通量测序结果中注释为病毒的reads及其在微生物组中的比例分别为0、9 558(1.51%),细菌 96 327(92.00%)、527 378(83.27%),真核生物 3 511(3.37%)、37 920(5.22%)。(2)成功建立HSV基于SYBRGreenqPCR检测体系,检测下限为101copies/mL。(3)ELISA法检测凉山、武汉、昆明、南京和德宏健康献血人群HSV-1总抗体阳性率依次为 8.70%(113/1 299)、39.13%(72/184)、29.35%(27/92)、38.36%(89/232)和 32.76%(76/232),HSV-2 总抗体阳性率依次为 18.32%(238/1 299)、38.04%(70/184)、36.96%(34/92)、40.09%(93/232)和 16.8%(40/232)。凉山、武汉、昆明、南京和德宏健康献血人群HSV DNA 阳性率分别为0.77‰(1/1 299)、0、0.2%(2/1 000)、0.25‰(1/4 039)和 0。凉山 HSV-1 和 HSV-2 总抗体阳性率差异有统计学意义,凉山HSV-2健康献血人群中18~24岁的未婚彝族男性抗体阳性率最高。结论高通量测序技术对于未知病原体的筛查是一个行之有效的方法。健康献血者血液样本中存在大量微生物。HSV在凉山、武汉、昆明、南京和德宏地区有一定的抗体流行率。HSV DNA在各地的流行率很低(低于0.2%)。我们的实验结果为血液微生物组研究及采供血机构完善血液筛查策略提供了参考。
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