选取2014年1~12月于苏州大学附属儿童医院呼吸科住院的RTIs患儿1 702例为研究对象,其中男1 098例(64.51%),女604例(35.49%),男女之比为1.8: 1;所有患儿年龄在1个月至15岁10个月之间。临床疾病诊断标准依据《诸福棠实用儿科学》第7版。其中 < 6个月618例,6个月~578例,2岁~352例,≥5岁154例。
收集所有患儿临床表现、实验室检测及胸片结果等临床资料。患儿在入院当天或次日采用一次性吸痰管送入鼻腔7~8 cm,利用负压吸引器抽取鼻咽分泌物2~4 mL,标本迅速送实验室处理用于下呼吸道病原检测。本研究经医院伦理委员会同意,采集过程均告知并征得患儿家属同意。
1.2 实时荧光定量PCR -TaqMan探针法检测HRV基因参考GenBank序列数据库中已发表的多株不同HRV的全基因组序列,设计了扩增HRV的基因引物,由上海生物工程技术服务有限公司合成。HRV引物序列:F:5'-TGGACAGGGTGTGAAGAGC-3';R:5'-CAAAGTAGTCGGTCCCATCC-3';PROBE FAM-TCCTCCGGCCCCTGAATG-TAMRA。采用天根离心柱膜抽提法提取鼻咽分泌物中的RNA,操作步骤按照说明书上进行。用6-随机引物逆转录合成cDNA。PCR反应体系(25 μL):cDNA 3 μL,RT缓冲液2.5 μL,25 mM MgSO4 2 μL,dNTP 1 μL,Taq酶0.25 μL,引物F 0.5 μL,引物Probe、R各0.25 μL,另加ddH2O 14.7 μL。PCR反应条件:95℃ 5 min;95℃ 15 s,60℃ 30 s,40个循环。根据荧光曲线判定阳性结果。
1.3 HRV-C亚型的鉴定通过NCBI GenBank数据库分析HRV已知衣壳结构蛋白VP4/VP2区域氨基酸序列,设计特异鉴别HRV-C的兼并引物,由上海生物工程技术服务有限公司合成,其序列为:上游引物F:GGNWWBTCYGATAGGCTHAA;下游引物R:TANBBDGGCCAYTCHCCRTANGC。以HRV-C51阳性株(疾控中心惠赠)为标准品,实时荧光定量PCR扩增HRV-C,反应条件为:95℃ 15 min;95℃ 20 s,60℃ 20 s,72℃ 20 s,50个循环;于80℃时收集荧光。根据相应扩增曲线的Ct值及引物二聚体等确定最佳引物浓度。采用上述确定的最适引物浓度扩增HRV-C51,PCR结束后再行高分辨熔链曲线分析,条件为95℃ 1 min,40℃ 1 min,60℃ 1 s,65℃ 1 s,然后逐步上升到95℃,每隔0.02 s收集1次荧光,最后于37℃冷却1 min。采用仪器自带的软件计算相应扩增产物的熔链温度,以确定HRV-C51的特异性熔链温度,排除引物二聚体等非特异性扩增产物的熔链温度。根据与HRV-C51相应的特征性熔链温度峰确定是否为HRV-C亚型。
1.4 7种常见呼吸道病毒的检测直接免疫荧光法检测呼吸道7种常见病毒:呼吸道合胞病毒(RSV)、腺病毒(ADV)、流感病毒A、B型(Inf-A、Inf-B),副流感病毒1、2、3型(Pinf-1~3)。试剂盒购自美国Chemicon公司,根据说明书进行操作,按阳性标准判断结果。荧光显微镜为德国莱卡(020-518.500)。
1.5 人类偏肺病毒、博卡病毒及肺炎支原体检测采用RT-PCR法检测人类偏肺病毒(hMPV),实时荧光定量PCR法检测博卡病毒(HBoV)DNA及肺炎支原体(MP)DNA。取10 μL RT-PCR产物用1.5%琼脂糖凝胶电泳,紫外灯观察有213 bp荧光片断为hMPV阳性。HBoV阳性根据荧光曲线结果判定,结果以Ct值显示,反应结束电脑自动分析结果,具体步骤按试剂盒(德国QIAGEN公司)操作说明。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)定量检测血MP特异性IgM和IgG,试剂购自德国赛润维润公司。若IgM > 1.1 S/CO定为MP急性感染;部分患儿于入院7~10 d后再次采血复查,若第2份血清IgG和/或IgM增高4倍亦定为MP急性感染。具体操作由苏州大学附属儿童医院检验科专业技师完成。
1.6 细菌培养向鼻咽部分泌物中加入无菌生理盐水,充分捣碎后接种在哥伦比亚培养基(血琼脂平板、巧克力平板),置35℃培养箱(5%CO2环境)中进行分离培养18~24 h,根据培养基上菌落特点、革兰染色、显微镜下观察以及生化反应等方法鉴定细菌,人工计数菌落 > 1.0×103/mL为阳性。哥伦比亚琼脂为英国Oxoid公司产品。具体操作及结果判定按标本的细菌学检验程序进行。
1.7 统计学分析采用SPSS 19.0统计软件对数据进行统计学分析。非正态分布计量资料以中位数(四分位间距)[P50(P25,P75)]表示,多组比较采用Wilcoxon秩和检验;计数资料以百分率(%)表示,多组比较采用χ2检验、校正χ2检验或Fisher确切概率法。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 HRV及HRV-C检出情况1 702例RTIs住院患儿共检出HRV感染244例,阳性率14.34%;HRV-C感染69例,占HRV感染患儿28.3%。
2.2 混合感染的检测结果69例HRV-C感染患儿中,27例为单纯感染,42例为混合感染,混合感染率61%。其中混合病毒感染6例(3例HBoV,1例RSV,1例Pinf-3,1例HBoV+RSV);混合细菌感染32例,包括混合1种细菌感染23例,混合2种细菌感染8例,混合3种细菌感染1例,以混合肺炎链球菌最常见(9例);混合肺炎支原体感染26例。
175例HRV-A/B型(非HRV-C型)感染患儿中,42例为单纯感染,其余133例均为混合感染。其中混合病毒感染32例(13例RSV,9例HBoV,4例Pinf-3,1例Pinf-1,1例Inf-A,2例HBoV+RSV,1例HBoV+Inf-A,1例HBoV+Pinf-3);混合细菌感染78例,以混合流感嗜血杆菌最常见(33例),其次为肺炎链球菌(26例);混合肺炎支原体感染57例。
2.3 性别分布69例HRV-C感染患儿中,男47例,女22例,男女检出率比较差异无统计学意义(χ2=0.408,P=0.523)。175例HRV-A/B感染患儿中,男114例,女61例,男女检出率比较差异无统计学意义(χ2=0.304,P=0.854)。见表 1。
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表 1 HRV-C与HRV-A/B感染患儿性别分布[例(%)] |
2.4 年龄分布
HRV-C阳性患儿的年龄范围为1个月至11岁3个月,中位年龄为1岁8个月;HRV-A/B阳性患儿年龄范围亦为1个月至11岁3个月,但中位年龄为10个月,与HRV-C组比较差异有统计学意义(Z=2.409,P=0.016)。
HRV-C阳性检出情况: < 6个月组检出21例(3.4%),6个月~组检出19例(3.3%),2岁~组检出24例(6.8%),≥5岁组检出5例(3.2%)。其中2岁~组HRV-C检出率显著高于其他年龄组(P < 0.05),其他年龄组HRV-C检出率比较差异无统计学意义(P > 0.05)。HRV-A/B阳性检出率在各年龄段组患儿间比较差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 2。
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表 2 HRV-C与HRV-A/B感染患儿年龄分布[例(%)] |
2.5 季节流行分布
HRV-C在每个月份呼吸道感染患儿中均有检出,其中秋季阳性检出率显著高于春、夏、冬三季(P < 0.05),春、夏、冬三季阳性检出率比较差异无统计学意义(P > 0.05);HRV-A/B在每个月份均有检出,但各季节阳性检出率比较差异无统计学意义(P > 0.05)。见表 3。
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表 3 HRV-C与HRV-A/B感染患儿季节分布[例(%)] |
2.6 临床特征
HRV-C感染引起毛细支气管炎15例、支气管肺炎31例、大叶性肺炎12例、哮喘急性发作11例,无上呼吸道感染诊断病例,其中HRV-C感染致大叶性肺炎及哮喘急性发作的发生率显著高于HRV-A/B感染(P < 0.05);HRV-C感染最主要的临床表现为咳嗽(100%),其他临床表现包括湿罗音(66.7%)、喘息(50.7%)、鼻塞、流涕(46.4%)、发热(43.5%)、气促(23.2%)、胃肠道症状(8.7%)、呼吸困难(5.8%)、紫绀(4.3%),但与HRV-A/B型感染患儿比较差异无统计学意义(P > 0.05);HRV-C感染患儿血中性粒细胞、CRP升高比例高于HRV-A/B感染患儿(P < 0.05)。见表 4。
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表 4 HRV-C与HRV-A/B感染患儿的临床特征比较 |
3 讨论
急性呼吸道感染是5岁以下儿童的常见病和多发病,也是婴幼儿死亡的首要病因[7]。HRV为无包膜的单股正链RNA病毒,归属于肠病毒属,是引起RTIs的重要病因[1]。HRV按传统的血清分型可分为A和B亚型,随着测序技术及分子分型的应用,还存在与A和B不同的HRV-C亚型。目前文献报导HRV感染病例中1/3以上为HRV-C,大量研究表明,HRV-C比HRV-A/B所致疾病更严重[8-10],且HRV-C季节分布与HRV-A/B不同,提示HRV-C与其他HRV类型致病机制不同[11-13],既往研究也表明,冬季HRV-C下呼吸道感染可能需要改变治疗方法[14],因为缺少足够的流行病学资料,目前这些推测尚不确定。因此,需要一个简单而快速的识别HRV-C的方法来加快HRV-C的流行病学研究。
由于HRV-C不能体外分离培养,分子分型是鉴别HRV-C的唯一方法。为特异性扩增HRV-C,本研究通过NCBI Genbank数据库分析HRV已知衣壳结构蛋白VP4/VP2区域氨基酸序列,获得可特异性扩增的HRV-C保守序列(在HRV-C亚型中保守,同时在HRV-A或HRV-B亚型中具不同程度的保守性),最后选择VP2的氨基未端(氨基酸8-37)作为HRV-C特异性鉴别的靶标,通过对51种已知HRV-C亚型这一段氨基酸对应的核苷酸序列进行进化树分析,HRV-A、HRV-B和HRV-C位于不同的进化分枝上,因此,扩增靶区域具有足够的变异性以区分不同的HRV亚型。该HRV-C亚型鉴定的PCR方法简单、高效、快速,且具有灵敏度高、特异性强、准确率高等优点,具有较好的临床应用价值,但是,HRV变异相当多,目前已有几百种HRV亚型或株报道,PCR方法存在一定的假阳性和假阴性,可后续采用一定量的样本作序列测定,以进一步验证及优化实验诊断。由于尚没有掌握HRV-A/B扩增检测的熔链温度,加之时间仓促,未能行HRV-A/B的检测及序列测定。
大量研究显示,全球范围内,HRV的三种基因型均有流行,流行的基因型因地区、时间的变化而不同,全球各地HRV-C感染率也不同。部分地区HRV-C型占主导地位,如:美国[15]住院及门诊患儿HRV-C检出率分别为8.2%、3.9%,HRV-A检出率分别为8.1%、2.2%,HRV-B检出率≤1%;英国[16]住院患儿HRV检出率为21.5%,其中HRV-A、B、C分别占39.4%、33.9%、42.9%;巴西[17]门诊就诊的喘息儿童患者中HRV-C检出率占总HRV感染患儿的60.7%,在无哮喘史的儿童患者中检出率高达69.6%。而我国北京[18]、兰州[19]、甘肃[20]、长沙[21]、香港地区[22],及国外新加坡[23]、韩国[24]、西班牙[25]以HRV-A感染占主导地位。本研究244份HRV阳性样本共检出HRV-C 69例,检出率4.05%,占HRV感染的28.3%。不同地区HRV基因型检出阳性率的不同可能与检测方法、受检的人群不同有关。
本研究发现,HRV-C检出高峰在秋季,以2~5岁检出阳性率最高。既往研究表明,HRV感染全年均可发病,但其感染高峰在每年的春秋季,每年的流行时间随地区气候的变化而变化[20]。
HRV-C的流行呈现明显的季节性:澳大利亚McErlean等[8]的研究中显示,HRV-C在春季检出率较高;美国[9]和我国[26]报道在早冬和晚春检出率较高;中国香港[27]、西班牙[28]和日本[12]报道的HRV-C的检出高峰在秋冬季。很少有研究报道不同HRV基因型感染与年龄的关系,然而,泰国一项研究发现[29],HRV-A感染常见于小于1岁患儿及成年人,而HRV-C在1~4岁患儿检出较多,与本研究HRV-C常见感染年龄相似。2008年儿童支气管哮喘诊断与防治指南[30]指出,早期起病的持续性喘息主要与病毒感染有关,其中 < 2岁的儿童通常与RSV感染有关,而2岁以上的儿童往往与HRV等其他病毒感染有关,提示HRV-C与2~5岁儿童喘息关系密切。
本研究中,HRV-C感染与HRV-A/B感染后临床表现无显著差异,这与美国此前报道一致[31]。HRV-C感染主要引起下呼吸道感染,包括毛细支气管炎、支气管肺炎、大叶性肺炎、哮喘急性发作,其中大叶性肺炎、哮喘急性发作患儿HRV-C检出率显著高于HRV-A/B,提示HRV-C感染所致呼吸道疾病程度较HRV-A/B重,HRV-C感染易致哮喘急性发作。既往也有研究认为,HRV-C更易引起婴幼儿急性呼吸道感染,且大部分是下呼吸道感染,常与持续咳嗽和哮喘急性发作有关[8]。
本文所述HRV-C亚型鉴定的PCR方法简单、高效、快速,且灵敏度高、特异性强、准确率高,具有较好的临床应用价值。研究表明,HRV-C是苏州地区儿童急性呼吸道感染的重要病原体,全年均可检出HRV-C感染,感染高峰在秋季,感染年龄以2~5岁为主,与HRV其他基因型临床症状相似,但HRV-C引起哮喘急性发作和大叶性肺炎比例较HRV其他基因型高,这对指导临床诊疗与预防具有较高的应用价值。为了全面认识HRV-C的流行病学、临床特点,还需要更多深入的研究。
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