Ⅰ型脊灰野病毒在新疆高免疫覆盖人群中传播内在机制研究

In August 2011, an outbreak of type 1 wild poliovirus occurred in Xinjiang in China, which was the first outbreak for a decade since China was certified as a "polio free" country. Although the oral polio vaccine (OPV) coverage in the local area maintained 90%, it did not prevent the type 1 wild poliovirus outbreak. Therefore, we assume that the antibody induced by OPV did not effectively neutralize the Xinjiang type 1 wild poliovirus. The neutralization capacity comparison against OPV and Xinjiang type 1 wild poliovirus of 80 sera of immunized healthy persons in Xinjiang confirmed our assumption. In this study, we will characterize the genotype of Xinjiang type 1 wild poliovirus in terms of antigenic sites, gene recombinant and genetic evolution; characterize the phenotype of Xinjiang type 1 wild poliovirus in terms of antigenic properties, replication kinetics and temperature sensitivity; analyze the mechanism of the Xinjiang type 1 wild poliovirus not being neutralized by OPV by comparing with OPV genotype and phenotype features; and investigate the virological characterizations contributive to the Xinjiang type 1 wild poliovirus spread in population with relatively high OPV coverage. This study will be expected to provide essential theory basis for the establishment of immunization strategies in post-eradication period of global poliovirus and "polio-free" status maintenance in China.

2011年8月我国新疆发生输入性Ⅰ型脊灰野病毒爆发，这是中国自2000年被WHO认证为"无脊灰"国家十年来首次出现脊灰爆发。当地口服脊灰疫苗（OPV）免疫覆盖率达90%却未能阻止该疫情发生，使我们推测人群中OPV产生的血清抗体虽有效中和OPV但未能有效中和新疆Ⅰ型脊灰野病毒。我们对比新疆80位已服苗健康人血清抗体中和OPV和新疆Ⅰ型野病毒的能力，结果显示抗体阳性率为97.5%比55%，该结果证实了上述推测。本课题拟从抗原位点、基因重组和基因进化方面对新疆Ⅰ型脊灰野病毒进行基因特征研究，同时从抗原性、复制动态和温度适应性等方面研究其表型特征，通过与OPV基因和表型特征的比对分析新疆Ⅰ型脊灰野病毒未能被OPV产生的血清抗体有效中和的内在机制，并探究有利于新疆Ⅰ型脊灰野病毒在当地OPV免疫屏障较高人群中传播的内在因素。本研究将为全球脊灰消除后期疫苗免疫策略的制定和中国维持无脊灰状态提供科学依据。

2011年8月新疆发生输入性Ⅰ型脊灰野病毒爆发，这是中国自2000年被WHO认证为 “无脊灰”国家十年来首次出现脊灰爆发。本课题对比了新疆80位已服苗健康人血清抗体中和OPV和新疆Ⅰ型野病毒的能力，结果显示抗体阳性率为97.5%比55%，提示人群中OPV产生的血清抗体虽能有效中和OPV但未能有效中和新疆Ⅰ型脊灰野病毒。为了探讨其内在机制，本课题对新疆Ⅰ型脊灰野病毒从基因和表型特性方面进行了研究。在全疆14个区市不同年龄组的AFP病例、AFP病例接触者和健康人群中收集了2320份粪便标本，共分离到48株Ⅰ型脊灰野病毒。对其进行全基因组序列测定，发现新疆I型脊灰野病毒与OPV1相比，在四个已知的主要抗原位点即AgS1- AgS4上存在至少8个氨基酸的变异。对新疆Ⅰ型脊灰野病毒进行同源重组分析，结果显示新疆Ⅰ型脊灰野病毒未与Sabin疫苗株发生重组。采用生物信息学方法对新疆Ⅰ型脊灰野病毒进行基因进化分析，构建亲缘进化树，展现了新疆Ⅰ型脊灰野病毒与全球其他地区Ⅰ型脊灰野病毒的基因进化关系，追溯新疆Ⅰ型脊灰野病毒来自于巴基斯坦2010年流行的野毒株。采用温度敏感性试验测定病毒在36℃及39.5℃时的病毒滴度，结果表明新疆Ⅰ型脊灰野病毒即使在39.5℃时下应能快速增长，而OPV1在温度上升到39.5℃时已经停止生长。采集500份疫苗免疫前后健康人的血清标本分别与新疆Ⅰ型脊灰野病毒，Mahoney株（Ⅰ型脊灰野病毒原型株），疫苗衍生脊灰病毒（CHN8184）和OPV1进行血清交叉中和反应。结果显示与其它毒株相比，新疆Ⅰ型脊灰野病毒的血清中和抗体GMT和抗体阳性率均为最低，是中和效果最差的毒株。正是由于与Mahoney株和CHN8184相比，新疆Ⅰ型脊灰野病毒抗原位点与OPV1存在更大的差异，导致OPV1中和新疆新疆Ⅰ型脊灰野病毒最弱。因此尽管OPV1能较好的中和Mahoney株和CHN8184，但是新疆输入的Ⅰ型脊灰野病毒与OPV1的中和能力差，导致2011年新疆输入Ⅰ型脊灰野病毒的爆发并在当地OPV免疫屏障较高人群中传播。本研究为全球脊灰消除后期疫苗免疫策略的制定和中国维持无脊灰状态提供科学依据。