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目的:百日咳是由百日咳鲍特菌感染所引起的一种急性呼吸道传染病,人群普遍易感,尤其以婴幼儿多见。我国全细胞百日咳疫苗(whole-cell pertussis vaccine,WPV )的使用有近50年的历史,而相关百日咳鲍特菌分子流行病学的研究资料较少,本实验对近50年我国收集的百日咳鲍特菌进行了分子水平研究,探讨我国分离百日咳鲍特菌的分子流行病学特点,以便更好的监控和预防百日咳。方法:对我国1953-2005年间分离的96株百日咳鲍特菌,进行了百日咳鲍特菌的血清型和脉冲场凝胶电泳(PFGE)分析以及其主要毒力因子的基因序列测序,包括百日咳毒素S1亚基(ptxS1)、百日咳粘附素(prn)、气管定居因子(tcfA)、凝集素2(fim2)和凝集素3(fim3);同时与我国的疫苗生产菌株(CS,P3S10和18530)和世界卫生组织(WHO)参考菌株18323株进行比较。结合菌株分离时间,分析不同年代流行菌株的基因是否存在抗原漂移现象,血清型分布特点和PFGE型别与基因型的关联。分析百日咳疫苗使用前后流行菌株的基因型和血清型的差异。结果:血清型分析显示96株临床菌株中共有fim2,fim3,fim2&3三个血清型,fim2和fim2&3血清型菌株主要分布在90年代以前,在90年代后出现了fim3型。基因序列分析结果显示五个抗原基因均存在多态性现象,prn基因包括6个基因型(prn1, prn2, prn3, prn7, prn10和prn11),ptxS1基因包括4个基因型(ptxS1A, ptxS1B, ptxS1D和ptxS1E),tcfA基因包括4个基因型(tcfA1, tcfA2, tcfA5和tcfA9),fim2基因包括2个基因型(fim2-1和fim2-2)和fim3基因包括3个基因型(fim3A, fim3B和fim3A*)。临床菌株中的prn基因型中prn1基因型最为常见,占81.3%,含prn2和prn3基因型菌株最初分别在2000和2003年分离获得。含ptxS1A基因型的菌株最初在1963年被分离,并且以后逐渐取代了在50年代的流行ptxS1B和ptxS1D基因型的菌株,到90年代以后所占比例已达到100%。研究结果显示5个基因组合(prn/pxS1/tcfA/fim2/fim3),即1/A/2/1/A, 1/B/2/1/A, 7/D/2/2/A, 2/A/2/1/B和3/A/2/1/A占所有基因组合的93.5%,这五个基因组合的菌株分别所占比例为60.4%、18.8%、8.3%、3.1%和2.1%。其中被称为旧型的基因组合1/B/2/1/A和7/D/2/2/A的菌株是50年代最流行的基因组合形式,与疫苗生产菌株基因组合一样。到了60年代以后,1/A/2/1/A基因组合的菌株数量增多,含有这种基因组合的细菌逐渐成为主要的流行菌株,2000年后出现了和3/A/2/1/A基因型的菌株和2/A/2/1/B基因型的菌株,后者是目前国外研究中比较流行百日咳菌株的基因组合形式。通过PFGE分析显示26个PFGE谱型被鉴定,不同的年代流行着不同PFGE谱型的菌株,BPCH2和BPCH3谱型是50年代比较流行菌株主要的谱型所占比例为52%,我国的疫苗生产菌株(CS和P3S10)为BPCH2谱型,疫苗生产菌株18530为BPCH25谱型,在1963-2003年收集的菌株中有49株为BPCH1谱型,占所有研究菌株数量的51%,而此谱型的菌株主要都是prn1/pxS1A基因型的菌株,BPCH6谱型(拥有和BPCH1谱型相同的基因组合形式)的菌株分离于1999年,并且在1999-2003年间所收集的菌株中所占比例达30.8%,聚类分析显示PFGE谱型中ptxS1基因型从ptxA1B向ptxS1A基因型的过渡表现在聚类图中。PFGE谱型与抗原基因组合prn/pxS1/tcfA/fim2/fim3相关联,6个最常见的PFGE谱型中,除了BPCH1谱型中93.9%的菌株为基因组合形式1/A/2/1/A,其它的谱型100%对应各自不同的基因组合。在1953-1979年间和1980-2005年间,血清型有变化(P=0.0001);菌株ptxS1基因型也有变迁(P=0.001)。结论:我国百日咳鲍特菌处于不断的进化中,血清型和主要抗原基因(ptxS1)发生了漂移,在不同的时期流行着以不同的抗原基因型和PFGE谱型为主的菌株;目前流行百日咳菌株与疫苗生产菌株(CS、18530和P3S10)存在基因水平的差异。