深圳市一起人类冠状病毒NL63聚集性疫情的病原学特征研究

2020年8月,广东省深圳市发生一起上呼吸道感染聚集性疫情,经对咽拭子样本进行病毒RNA的提取、逆转录和荧光定量PCR检测,确认为人类冠状病毒(Human coronavirus,HCoV)NL63感染所致,然后利用二代测序技术对阳性标本进行病毒全基因组测序,最终获取7条HCoV-NL63序列全长.在对毒株的棘突蛋白(Spike glycoprotein,S)基因及其S1 domain进行PCR扩增和序列测定分析中发现,S基因的160个碱基变异导致41个氨基酸突变和1个氨基酸缺失,其中39个位于S1 domain中,含1个位于受体结合结构域的突变(E572A).在N端结构域内,三个氨基酸变异(N24S、S100P和N178S)造成三处潜在N-糖基化位点缺失,而四个氨基酸变异(N24S、E94N、G96S和L131S)却造成另三处潜在N-糖基化位点增加,使得潜在N-糖基化位点的总数保持不变.同时,结合GenBank数据库下载的45条多国的HCoV-NL63流行代表株序列,构建基于S基因中S1 domain的基因亲缘性关系树.进化分析发现,HCoV-NL63代表株主要被划分为A和B两大基因型,本次疫情中检测出的7株毒株和2株中国广东省流行的HCoV-NL63毒株进化距离最近,同属一个新的单独进化树分支,暂被划分为新基因亚型B3.本研究通过对毒株中S基因序列的比对、功能区域特征的分析以及基因型鉴定,从分子流行病学上初步阐明了深圳本次聚集性疫情中HCoV-NL63的基因特征及基因型/基因亚型,丰富和完善了我国流行的HCoV-NL63基因数据库,为今后对HCoV-NL63的分子检测、疫苗研发及致病机制研究提供了科学依据.