中国云南省2014–2020年登革病毒3型(DENV-3)分子流行病学特征:一项横断面研究

《Journal of Infection and Public Health》:Molecular Epidemiological Characteristics of Dengue Virus Serotype 3 in Yunnan Province, China, 2014–2020: A Cross-Sectional Study

【字体: 时间:2026年06月06日 来源:Journal of Infection and Public Health 4

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  背景:由登革病毒血清3型(dengue virus serotype 3,DENV-3)引起的登革热近十年来是中国云南省重要的公共卫生挑战,人员跨境流动频繁持续威胁当地暴发,但关于DENV-3的遗传进化及迁移路径研究仍较匮乏。方法:研究人员收集2014–202

  
背景:由登革病毒血清3型(dengue virus serotype 3,DENV-3)引起的登革热近十年来是中国云南省重要的公共卫生挑战,人员跨境流动频繁持续威胁当地暴发,但关于DENV-3的遗传进化及迁移路径研究仍较匮乏。方法:研究人员收集2014–2020年来自云南省本土及缅甸输入性登革热患者共161条DENV-3 E基因序列;采用最大似然法(Maximum Likelihood,ML)构建系统发育树鉴定基因型;利用贝叶斯系统地理学重构(Bayesian phylogeographic reconstruction)推断空间迁移模式及祖先地理起源;基于序列间遗传距离构建分子传播网络(molecular transmission network)识别高危传播簇。结果:系统发育分析显示云南省存在DENV-3基因型Ⅰ(Genotype I)与基因型Ⅲ(Genotype III)共同流行;贝叶斯天空线图(Bayesian skyline plot,BSP)显示DENV-3有效病毒种群大小(effective virus population size,Ne)在2016–2018年显著扩增;系统地理学分析确定缅甸(Myanmar)和老挝(Laos)为云南省DENV-3传播的主要源头枢纽(Bayes factor>100);分子传播网络揭示4个主要高危传播簇,突显云南、缅甸及老挝间DENV-3的相互传播。结论:频繁的人员跨境流动是DENV-3输入云南并在当地维持循环的主要驱动因素,加强对跨境人群登革病毒基因型及输入途径的监测对遏制传播至关重要。
论文解读:中国云南省2014–2020年登革病毒3型(DENV-3)分子流行病学特征与跨境传播动力学研究
该论文发表于《Journal of Infection and Public Health》。
【研究背景】
登革热(Dengue fever)是由登革病毒(Dengue virus,DENV;黄病毒科Flaviviridae,单股正链RNA病毒)引起、经伊蚊(Aedes spp.)传播的感染性疾病,全球每年约3.9亿人感染,热带及亚热带地区疾病负担持续上升。中国云南省地处热带及亚热带气候区,德宏(毗邻缅甸)、西双版纳(毗邻老挝、缅甸)等边境地区因气候适宜媒介滋生及人员跨境流动频繁,成为登革热重要疫区。2013年西双版纳首次暴发DENV-3(基因型Ⅱ,Genotype II)大流行,后续研究显示2013–2015年间该区域存在源自老挝北部及缅甸的DENV-3基因型Ⅱ及Ⅰ输入。然而既往研究多局限于流行病学描述,对DENV-3在云南及周边地区的动态迁移模式及潜在传播链认知不足。为此,Peng Cheng、Kok Keng Tee、Zaili Feng等研究人员整合2014–2020年云南边境及邻国DENV-3 E基因序列,采用贝叶斯系统地理学推断(Bayesian phylogeographic inference)及分子传播网络(molecular transmission network)分析,量化跨境传播强度、识别关键传播枢纽,为边境地区针对性防控提供科学依据。
【主要关键技术方法】
研究人员回顾性收集2014–2020年中国云南省德宏、西双版纳边境地区发热(体温≥37.3℃)跨境旅行者血清及缅甸输入病例血清,经NS1抗原初筛后提取病毒RNA,RT-PCR扩增DENV-3 E基因并Sanger测序,获得161条本地DENV-3 E基因序列(德宏92条、西双版纳2条、缅甸67条),联合NCBI下载的176条1944–2020年云南及周边国家已发表DENV-3 E基因序列,最终纳入337条具明确采样时间与地点的序列。主要分析方法包括:MAFFT多重序列比对后经BioEdit手工校正;MEGA构建最大似然(Maximum Likelihood,ML)系统发育树(GTR+Γ+I替代模型,1000次Bootstrap检验);BEAST v1.10.4采用宽松分子钟(uncorrelated lognormal relaxed molecular clock)及恒定种群合并先验(constant size coalescent prior)运行2亿代MCMC推断演化速率与种群动态,经Tracer验证ESS>200后由贝叶斯天空线图(Bayesian skyline plot,BSP)重建种群历史;SpreaD3基于BEAST后验树分布采用离散扩散模型(discrete diffusion model)进行贝叶斯系统地理学重构,以Bayes factor(BF)量化地区间迁移强度;HyPhy计算TN93遗传距离,Cytoscape构建分子传播网络并以MCODE插件识别高危传播簇(默认参数:degree cutoff=2,node score cutoff=0.2,K-core=2)。
【研究结果】
Geographic Distribution and Genotypic Classification of DENV-3 E Gene Sequences(DENV-3 E基因序列地理分布与基因型划分)
经ML系统发育树分析,337条序列中德宏92条研究序列含基因型Ⅰ(47条,51.09%)与基因型Ⅲ(45条,48.91%)共流行;西双版纳2条研究序列均为基因型Ⅲ;缅甸67条研究序列中66条(98.51%)为基因型Ⅲ,仅1条为基因型Ⅰ。基因型Ⅲ与Ⅰ主要聚类于德宏及缅甸来源株,基因型Ⅱ主要与西双版纳、老挝及越南株聚为一支。结论:2014–2020年云南德宏地区DENV-3呈基因型Ⅰ与基因型Ⅲ共同循环,且分别与缅甸输入株高度同源。
Virus Population Dynamics and Evolutionary History of DENV-3(DENV-3病毒种群动态与演化历史)
BSP显示DENV-3有效病毒种群大小(Ne)1989–2010年较稳定,2010–2012年小幅上升,2013–2015年急剧下降,2016–2018年显著扩张,2019–2020年骤降。时间校准最大进化可信树(time-calibrated Maximum Clade Credibility,MCC tree)估算DENV-3平均演化速率为9.938×10?4替换/位点/年(95% HPD:8.09×10?4~1.19×10?3);云南德宏、临沧、西双版纳基因型Ⅲ与基因型Ⅰ的最近共同祖先(most recent common ancestor,tMRCA)推至1993年,其中基因型Ⅰ于2013年分化,基因型Ⅲ于2011年分化。结论:DENV-3在2016–2018年经历有效种群显著扩增,基因型Ⅲ较基因型Ⅰ更早在区域内建立传播链。
Bayesian Phylogeographic Reconstruction of DENV-3 Cross-Regional Transmission Dynamics(DENV-3跨区域传播动力学的贝叶斯系统地理学重构)
SpreaD3计算BF值并重建空间扩散路径,结果显示缅甸为区域DENV-3扩散主要源头,缅甸→德宏(云南)、缅甸→老挝迁移BF>100且后验概率>90%;德宏与缅甸间存在双向传播;老挝→西双版纳(云南)迁移BF>100且后验概率>90%。结论:识别出两条主要跨境传播通道——"缅甸至德宏"与"老挝至西双版纳",缅甸和老挝为云南DENV-3输入的核心源枢纽。
Determination of Optimal Genetic Distance Threshold and Characterization of High-Risk DENV-3 Transmission Clusters(最优遗传距离阈值确定与DENV-3高危传播簇特征分析)
遍历0~0.010替换/位点遗传距离阈值,当阈值为0.001替换/位点时网络簇数达峰值36个(含223条序列),选定此值为最优阈值构建分子传播网络。MCODE识别4个高分高危簇:簇1为含缅甸、德宏、临沧、西双版纳来源的基因型Ⅲ节点(2014–2020年);簇2为含缅甸与德宏来源的基因型Ⅰ节点(2020年);簇3为仅含德宏来源的基因型Ⅲ节点(2016–2019年,提示本地持续传播链);簇4为含老挝与西双版纳来源的基因型Ⅱ节点(2013年)。结论:分子传播网络印证了缅甸–德宏及老挝–西双版纳两大传播廊道,且德宏存在不依赖反复境外输入的本地持续传播。
【讨论与结论总结】
讨论指出,云南独特地理生态条件利于埃及伊蚊/白纹伊蚊滋生,跨境人员往来致缅甸、老挝输入病例引发本地流行。系统发育证实德宏DENV-3基因型Ⅰ与Ⅲ共循环且与缅甸株高度相似,支持基因型Ⅰ通过跨境人口流动引入德宏并获得本地传播能力;基因型Ⅲ tMRCA(2011年)早于基因型Ⅰ(2013年),表明其在区域定殖更早。贝叶斯系统地理学明确"缅甸→德宏""老挝→西双版纳"为主要跨境传播通道(BF>100,后验概率>90%),呼应分子传播网络中跨域与本地簇的分布特征,德宏独立基因型Ⅲ簇提示流行模式已由"输入驱动"向"输入并本地循环"转变。研究者建议建立大湄公河次区域(Greater Mekong Subregion,GMS)登革联防联控机制,强化入境旅客及交通工具检疫以阻断病毒与媒介输入。本研究局限在于仅分析DENV-3 E基因片段,未来需整合全基因组及其他血清型数据深化分析。
结论(Conclusion)翻译:频繁的人员跨境流动是DENV-3输入中国云南省并在当地维持循环的主要驱动因素。加强对跨境人群中登革病毒基因型及输入途径的监测,对于遏制登革病毒传播至关重要。
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