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摘要：目的手足口病是一种流行性传染病，多由肠道病毒引起，症状主要体现为手、足和口腔粘膜的疱疹，多数是良性、自限性疾病，也可出现心、肺和神经系统等严重并发症。我们利用对肠道病毒具有较高特异性的兼并引物和自行设计的分型引物，检测手足口病患儿咽拭子标本，同时，通过肠道病毒基因组VP1编码区序列的测定和浅析，探讨手足口病病原体检测和分型策略，掌握其遗传进化特点。人类肠道病毒属于小RNA病毒科肠道病毒属，该属包括脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、埃可病毒和肠道病毒，其中肠道病毒71型是引起手足口病最重要的病原体，由其引起的手足口病症状较重，常伴有无菌性脑膜炎、脑干脑炎、脊髓灰质炎样麻痹等并发症，严重者甚至会导致死亡。该病毒有着较显著的变异和重组现象，由此到目前为止仍没有很好的预防和治疗策略。本课题通过对肠道病毒71型VP1区序列及全基因组序列的浅析，探讨肠道病毒71型的变异、重组规律，为疫苗的研发、药物靶位的筛选及防控对策的改善等提供论述基础。除柯萨奇病毒A16（CVA16）和肠道病毒71型（EV71）以外，柯萨奇病毒A10（CVA10）、柯萨奇病毒A6（CVA6）也是手足口病比较常见的病原体。本课题通过对手足口病CVA10VPl蛋白的生物信息学探讨，浅析和预测该病毒VP1蛋白的理化特性、空间结构以及该蛋白的B细胞抗原表位。策略1.标本采集标本采集自山东大学齐鲁儿童医院住院手足口病患儿的咽拭子标本。标本加入适当生理盐水，剧烈振荡洗下咽拭子上粘附的病毒及含有病毒的细胞等，自然沉淀后吸取上清液，加入适量抗生素，置4℃条件下，备用。2. RNA提取采取北京天根公司病毒RNA提取试剂盒，按说明书进行。提取的RNA溶于60ulRnase-free ddH2O中，直接用于RT-PCR或置－20℃以下低温保存。3.肠道病毒分子鉴定用肠道病毒通用实时荧光RT-PCR核酸检测试剂盒同时分别进行肠道病毒属、EV71和CVA16型进行分子鉴定。4.肠道病毒VP1编码序列浅析（1）引物设计合成对肠道病毒VP1区3＇端序列具有较高特异性的兼并引物040-011，同时通过检索GenBank中EV71和CVA10病毒基因型VP1序列，分别设计分型引物。（2）RT-PCR扩增通过RT-PCR策略扩增EV71、CVA16、CVA6和CVA10病毒基因型VP1区核苷酸序列。（3）DNA纯化琼脂糖凝胶电泳对扩增产物进行分离，利用北京天根公司琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒对DNA进行回收、纯化。（4）序列测定和浅析回收后的DNA进行序列测定。采取生物信息学软件DNAMAN5.2.2和BioEdit7.0.9.0进行序列比对并构建系统进化树。5. EV71基因组重组浅析利用基因重组浅析软件RDP和Simplot_v3.5.1，对EV71基因组进行重组浅析。6. CVA10VP1蛋白生物信息学浅析（1）CVA10VP1蛋白二级结构预测利用R4（Gamier-Osguthorpe-Robson策略）、HNN（Hierarchical人工神经网络预测法）、PHD（多重比对人工神经网络比对预测结构法）、Predator（单序列浅析人工神经网络预测结构法）、SOPMA（改善型自我优化预测结构法）等策略预测VP1蛋白的二级结构（无规卷曲、β-片层、α-螺旋和β-转角）。（2）CVA10VP1蛋白结构预测利用Expasy（au.Expasy.org/tools/）中的SWISS-MODEL结构同源建模，预测VPl蛋白的空间构象并建模。（3）CVA10VP1蛋白亲水性、柔韧性、表面可能性和抗原表位预测和浅析运用DNAstar软件的Protean，采取Kyte-Doopttle、Karplus-Schultz、Emini和Jameson-Wolf对氨基酸的亲水性、柔韧性、表面可能性及抗原指数进行单参数浅析。（4）CVA10VP1蛋白抗原表位综合浅析用ABCpred和DiscoTope怎么写作器预测B细胞表位。将单参数预测结果汇总，结合二级结构中无规卷曲区域确定为B细胞优势表位。最后采取ABCpred和DiscoTope验证表位预测结果。结果1.5个EV71济南分离株核苷酸同源性为95.7%-99.1%，氨基酸同源性为98.7%-100%。在进化联系上，它们与EV71a亚型的同源性较高，核苷酸同源性为90.8%-98.8%，故而属于a亚型。2.2个CVA16济南分离株核苷酸和氨基酸同源性较高，分别为97.7%和96.8%。它们与CVA16B1b亚型的同源性较高，核苷酸和氨基酸的同源性分别为90.5%-95.5%和96.8%-100%。JN-C07和JN-B11与大部分毒株相比，无氨基酸变异位点出现。3.39份肠道病毒通用型阳性非EV71、非CVA16标本，用040-011引物扩增后，有5例为CVA10，1例为CVA6。其余33份样本的肠道病毒血清型待定。4.利用自行设计的CVA10分型引物P16、P11.2扩增上面陈述的33份血清型待定的标本，其中4份标本确定CVA10，核苷酸同源性为94.5%-99.0%，氨基酸同源性为97.2%-99.5%。5.在线Blast程序比对，JN-D04属于CVA6型，与2003年-2009年报告的12个CVA6毒株核苷酸同源性为75.1%-92.3%，同源性最高的是台湾2008年的EU908152，氨基酸同源性为82.0%-89.0%；氨基酸在767、773、776、777、792、806、812、824、827、841、843和845位发生变异。6.2010年济南市2个病毒株在P1区与EV71C型具有较高相似度（Simplot图中显示相似度80%），在2B-3B区之间与B基因型相似度较高（75%）。3＇末端这两个病毒株与EV71各基因型代表株的相似度均不高（75%），而在3C到3＇UTR区与CVA16G-10相似较高（75%）。7. JN-C10与CVA10D型基因组同源性最高，核苷酸和氨基酸的同源性分别为91.5%-97.6%和90.4%-98.6%。测序所得VPl基因长为732个核苷酸，其相对分子质量为60580，论述等电点为5.10。VPl蛋白二级结构中以无规卷曲为主，无跨膜区域，属于胞外蛋白。发现蛋白质数据库(PDB)一个已知结构的蛋白质（编号为3vbhA）与VP1具有65%的序列一致性，并以此为模板，得到VP1蛋白结构模型。最后，综合多种抗原表位浅析策略得出，JN-C10VPl蛋白的B细胞抗原表位可能是12-23、100-110、115-125、169-180、195-215及220-2385个区段。结论1.兼并引物040-011对HEVA类肠道病毒VP1区3＇端具有较高的特异性。2.引起手足口病的肠道病毒，除EV71和CVA16外，CVA10和CVA6也是其常见病原体。3. CVA10能引起重症手足口病和病毒性脑炎、癫痫等严重的临床体现。4.2010年-2011年济南EV71分离株为a亚型，CVA16分离株为B1b亚型，CVA10分离株为D基因型，与近几年中国大陆各基因型优势株流行走势基本一致。5.2010年EV71济南分离株有着基因型内和型间双重组现象。6. CVA10VP1基因编码蛋白有着多个抗原表位区域，可能是免疫诊断、药物作用和疫苗研制的靶位，将为CVA10诊断、治疗和预防提供参考依据。关键词：手足口病论文肠道病毒论文VP1蛋白论文变异进化论文重组论文生物信息学浅析论文
中文摘要5-9
ABSTRACT9-13
符号说明13-14
前言14-21
第一部分21-37
前言21-22
标本来源和仪器22-24
实验策略24-29
结果29-30
讨论30-32
结论32-33
附图表33-37
第二部分37-68
前言37-39
一、CVA16 和 CVA6 分子进化浅析39-50
材料和策略39-43
结果43-45
讨论45-47
附图表47-50
二、EV71 基因组变异和重组浅析50-59
材料和策略50-52
结果52-53
讨论53-56
附图表56-59
三、CVA10 VP1 生物信息学浅析59-68
材料与策略59-61
结果61-63
讨论63-65
附图表65-68
结论68-69