细环病毒--抗病毒免疫能力的功能性生物标志物

细环病毒(Torque teno virus)属于指环病毒科(Anelloviridae),于1991年在一名输血后急性感染的肝炎患者血清中被发现。目前国际病毒分类委员会主要以ORF1基因为基础对TTV进行分类,以碱基序列35%的一致性为阈值来划分以人为宿主的3个属:Alphatorquevirus genus(Torque teno virus,TTV),Betatorquevirus genus(Torque tenomini virus,TTMV)和Gammatorquevirus genus(Torqueteno midi virus,TTMDV)。近年来研究表明在70%-90%的人中可检测到TTV DNA, 暂时并没有直接证据证明TTV可导致临床疾病,但已发现该病毒与其他多种病毒感染存在一定联系。

生物学特征

TTV基因组为单股负链环状DNA,无包膜。基因组大小从2.86 ~2.91 kb(TTMV)、3.24~2.35 kb(TTMDV)到3.6~3.9kb(TTV)不等,TTV拥有非常快的突变速率,使得TTV基因组十分高变,不同TTV分离株之间编码蛋白的氨基酸差异可以高达47%~70%。

TTV在世界范围内广泛存在,但分布并不均一,最高可达90%,TTV普遍存在于各类血液疾病、器官移植、肿瘤以及牙周炎患者的体内。近年研究表明,TTV在健康人群中同样广泛的分布,同时有研究称TTV的分布随着年龄的增长而提高。

由于缺乏合适的细胞系,TTV难于体外培养。同时缺乏相关的血清学方法来验证病毒代谢产物与特异性的抗病毒免疫反应且TTV本身基因组高度的变异以及与宿主相互作用复杂,使得难以去评估TTV的病原特性。因此,迄今为止 尚未有明确的研究证据证明人细环病毒与任何临床症状具有直接的关系。但有临床结果显示在极少数情况下TTV可考虑为感染的病原体。

另外,有研究提出TTV在多形核白细胞中的病毒载量可作为老年人全因死亡率的预测因素,还有多篇研究指出TTV病毒载量与免疫系统的缺陷存在关联。因此,综上所述 TTV有可能作为一般抗病毒免疫能力的功能性生物标志物。

在无先验经验的情况下,传统免疫学方法和分子生物学手段难以对样本中的TTV进行鉴定。而高通量测序技术正可以弥补传统检测的这些缺点,精准快速地确定该类病毒的存在。

Case:TTV引起的婴儿无菌性脑膜炎

患者信息

患者男性,两个月大,因烦躁、困倦和嗜睡就医,入院前他咳嗽约1周,发烧3天。因面色苍白而入院,检查结果显示有感染性脑膜炎的可能性。

39周时出生,出生时体重3788克。出生时,由于新生儿短暂性呼吸急促,他住进新生儿重症监护室6天。他在入院前分别接受了乙型流感嗜血杆菌(Hib)、肺炎球菌结合疫苗(PCV)、轮状病毒(Rota)和乙型肝炎病毒(HBV)的接种。

入院查体

身高65厘米,体重为5992克,体温37.5℃;脉搏频率:每分钟156次;呼吸频率:30次/分钟;血氧饱和度(SpO2)为98%。前囟门没有肿胀,也没有杂音、罗音。腹部无异常特征,毛细血管再充时间在2秒内。

初步诊断

血液检查显示c反应蛋白(CRP)水平轻度升高,白细胞(WBC)计数增加。然而,尿白细胞水平正常,胸片显示没有肺炎的证据。脑脊液(CSF)中嗜中性粒细胞增多,但蛋白和葡萄糖水平均在正常范围内(见表1)。脑断层扫描图未见异常。

因上述结果,怀疑为败血性脑膜炎。

表1.病人实验室数据摘要

治疗方案

氨苄西林(每天300 mg/kg),头孢噻肟(每天300 mg/kg)和地塞米松(每天四次0.15 mg)。住院第三天开始发热,总体状况得到改善。抗生素和类固醇的治疗在第四天停止,由于他的病情稳定,他在第六天出院。取患者血液、尿液和脑脊液各两份,培养结果均为阴性。

明确病因

出院后,使用患者入院时采集的脑脊液样本通过NGS检测,在总共1,708,516条reads中,检测到3条TTV的序列。接下来,使用患者TTV特异性聚合酶链式反应(PCR)引物(5’-GGTTTCAGGTAGGTAGACA-3’和5’-GCCGAAGGTGAGTGAAA-3’)使用TaKaRa SYBR®快速qPCR Mix进行定量PCR (qPCR)。与13例对照组的TTV阴性CSF样本对比可知该患者为阳性(图1)。

图1.核酸检测结果

使用WEPRO7240H小麦胚芽提取物和Protemist®DT II机器人蛋白合成器(CellFree Sciences Co., Matsuyama, Japan)从TTV中制备带有hisi标记的重组GP2抗原(270-663 aa区域,GenBank ID: BBD88555)。使用自动免疫印迹检测系统Wes(ProteinSimple, San Jose, CA, USA)测定免疫反应特定的GP2抗原(图2),血清IgM和IgG均为阳性,IgG可以认为从母亲那里获得,不能推断为对TTV的感染免疫反应,但患者血清的IgG阳性为TTV的感染提供了确切的支持。

图2.使用重组GP2抗原免疫检测细环病毒

出院随访

出院后随访1年。没有发育问题,现在可以独立站立,并开始说话。还能爬上台阶,用手指捡起小东西。他的智力和运动发育都进展良好。

参考文献:

[1]侯周华. 输血传播病毒(TTV)基因变异的临床意义[D]. 2003.

[2]Mancuso R , Saresella M , Hernis A , et al. Torque teno virus (TTV) in multiple sclerosis patients with different patterns of disease[J]. Journal of Medical Virology, 2013, 85(12):2176-2183.

[3]Focosi, D, Pistello, et al. Torquetenovirus: the human virome from bench to bedside[J]. Clinical Microbiology & Infection European Society of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 2016.

[4]张益, 芜为, 王佶, et al. 利用二代测序技术在不明原因发热的血液样本中检测到人细环病毒[J]. 中华实验和临床病毒学杂志, 2018.

[6]Ikuta Y , Oba K , Nai E , et al. Aseptic meningitis caused by torque teno virus in an infant: a case report[J]. Journal of Medical Case Reports, 2019, 13(1):302.

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