劉志芳，桂娟娟，華啟航，董長征

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人腸道病毒71型與手足口病的分子流行病學(xué)及其分子進化

劉志芳，桂娟娟，華啟航，董長征

寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)系，寧波 315211

人腸道病毒71血清型(Enterovirus 71, EV71)是手足口病(Hand, foot and mouth disease, HFMD)的主要病原體之一，除了引起手、足和口腔等部位出現(xiàn)皰疹的手足口病典型癥狀，還能引起無菌性腦膜炎和急性遲緩性麻痹等神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥并致死亡。EV71在歷史上曾經(jīng)造成多起手足口病疫情，尤其是1997年之后，在亞太地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的手足口病疫情，造成了大量的手足口病病例和死亡病例。手足口病尚無上市疫苗和抗病毒藥物，主要依賴對癥治療，因此對EV71的分子流行病學(xué)和分子進化研究對手足口病的監(jiān)測和防控具有重要意義。文章對EV71基因型的分類、時空分布、進化特征和模式以及所造成的代表性疫情進行了綜述，為EV71致病機制、抗病毒藥物和疫苗的研究以及對手足口病疫情的監(jiān)測和防控提供啟發(fā)。

手足口??；腸道病毒71型；基因型；疫情；時空分布

手足口病(Hand, foot and mouth disease, HFMD)是一種由多種腸道病毒引起的、主要表現(xiàn)為發(fā)熱和手、足和口腔等部位出現(xiàn)皰疹的兒童常見傳染病。手足口病臨床以輕癥患者(癥狀較輕，一般只需對癥治療，預(yù)后良好)為主，少數(shù)急性重癥患者會出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)(無菌性腦膜炎、腦炎和急性遲緩性麻痹等)和心肺(心肌炎和神經(jīng)源性肺水腫等)等嚴重并發(fā)癥，易致死亡[1,2]。

根據(jù)國際病毒分類委員會(International committee on taxonomy of viruses, ICTV)的最新分類(www.ictvonline.org)，手足口病的病原體主要為腸道病毒屬A種和B種的部分人腸道病毒血清型，其中最常見的病原體為人腸道病毒71血清型(Enterovirus 71, EV71)和柯薩奇病毒16血清型(Coxasckie virus 16, CV16)[1,2]。人腸道病毒由于感染人體部位的差異，可引起手足口病的輕癥或重癥表現(xiàn)。CV16感染通常只造成輕癥病例，危害較小，而EV71感染不僅造成輕癥病例，還能造成重癥和死亡病例，因此研究者主要關(guān)注EV71的致病機制和進化趨勢。

本文結(jié)合手足口病近60年來在全球范圍內(nèi)的重大疫情，對EV71的分子流行病學(xué)和分子進化等領(lǐng)域的研究進展進行綜述，幫助了解EV71基因型的分類、時空分布、進化特征和模式以及所造成的代表性疫情。

1 EV71基因組結(jié)構(gòu)

EV71、脊髓灰質(zhì)炎病毒以及其他人類腸道病毒同屬小RNA病毒科腸道病毒屬，病毒顆粒均為二十面立體對稱的球形結(jié)構(gòu)，無包膜和突起，直徑約30 nm。病毒顆粒的衣殼由60個亞單位構(gòu)成，每個亞單位包含4種結(jié)構(gòu)蛋白(Viral protein, VP)，分別是VP1~VP4。其中VP4位于衣殼的內(nèi)側(cè)與病毒RNA相連接，VP1~VP3組成病毒衣殼并暴露在病毒顆粒的表面，因此病毒的抗原決定簇主要位于VP1~VP3上[2]。EV71基因組為單股正鏈RNA，長度約為7.4 kb?；蚪M兩端為5′和3′非編碼區(qū)(Untranslated region, UTR)，中間為連續(xù)的開放閱讀框(Open reading frame, ORF)，編碼含有約2194個氨基酸的多聚蛋白(圖１)。該多聚蛋白可被EV71自身的蛋白酶裂解成P1、P2和P3三個前體蛋白；P1前體蛋白又可進一步裂解成結(jié)構(gòu)蛋白VP1、VP2、VP3和VP4，P2和P3裂解成7個非結(jié)構(gòu)蛋白即2A、2B、2C、3A、3B、3C和3D[1,2]。

2 EV71分子流行病學(xué)研究

2.1 EV71基因型(Clade或subgenogroup)分類

VP1蛋白暴露在病毒衣殼的表面，是宿主中和抗體的主要靶標(biāo)之一[3]，而且根據(jù)Oberste等[4]的研究，VP1序列和腸道病毒的血清型之間高度相關(guān)，因此最常被用于腸道病毒的血清學(xué)鑒定、分子流行病學(xué)和分子進化研究。根據(jù)Brown(1999年，A、B1、B2、C1和C2基因型)[5]、McMinn(2001年，B3和B4基因型)[6]、Cardosa(2003年，C3基因型)[7]、Shimizu(2004年，C4基因型)[8]、Mizuta(2005年，B5基因型)[9]、Tu(2007年，C5基因型)[10]和van der Sanden(2009年，B0基因型，為B1和B2基因型的可能前體)[11]等利用VP1序列對EV71基因型鑒定的研究成果，形成目前國際通用的基因型分類[12](圖2)：A、B(B1~B5)和C(C1~C5)。

圖1 EV71基因組結(jié)構(gòu)

圖2 EV71基因型分類

VP4構(gòu)建的進化樹與VP1較為相似，均能與柯薩奇病毒A組(Coxasckie virus A, CVA)各血清型病毒區(qū)分開，只是序列更加保守；3D構(gòu)建的進化樹則有較大差異，EV71不同基因型病毒株與CVA各血清型病毒混合在一起[13]。Chan等[13]通過對60株EV71和16株CVA全基因組序列的分子進化分析發(fā)現(xiàn)，它們構(gòu)建的進化樹與VP1大體相似，而C4和B5在進化樹上和單純利用VP1構(gòu)建的進化樹相比具有不同的拓撲結(jié)構(gòu)，C4應(yīng)該成為獨立的基因型“D”，而B5應(yīng)該歸并入B4；Cardosa等[7]研究也有類似發(fā)現(xiàn)。Yip等[14]通過全基因組測序和進化分析發(fā)現(xiàn)了兩株C4和B型以及CV16的雙重重組體，將其命名為“D”。但由于對EV71的分子流行病學(xué)和分子進化研究主要集中于VP1，因此這些利用全基因組或其他基因的基因型分類標(biāo)準(zhǔn)目前難以成為現(xiàn)實。Deshpande等[15]報道了幾株散發(fā)的在VP1進化樹上介于B型和C型之間的孤立基因型，命名為“D型”，但并未得到公認。

2.2 手足口病疫情和EV71基因型的時空分布

全球手足口病的流行狀況可以粗略的以1997年分界為兩個階段：1957~1997階段和1997至今階段。自1957年首次報告手足口病疫情[16,17]、1960年正式命名手足口病[18]、1974年首次發(fā)現(xiàn)EV71是手足口病病原體[19]以來，手足口病疫情在1997年之前主要發(fā)生在歐美地區(qū)(根據(jù)已有文獻報道)，但都屬于中小規(guī)模暴發(fā)(尤其是相對于1997年之后亞太地區(qū)的疫情)，重癥病例較少，極少有死亡病例，EV71的基因型也先后以B1、B2和C1、C2為主。1997年之后，手足口病主要在亞太地區(qū)流行，馬來西 亞[20, 21]、新加坡[22, 23]、中國臺灣[24]、中國大陸[25, 26]、越南[10]等多個國家和地區(qū)都先后暴發(fā)了大規(guī)模的手足口病疫情，出現(xiàn)了大量的重癥和死亡病例，不到20年先后出現(xiàn)了B3~B5和C3~C5等多種基因型。

本文在前人的研究基礎(chǔ)上[2, 11]，收集了大量的文獻資料，整理和繪制了EV71基因型的全球時空分布圖(圖3)。NCBI的核酸數(shù)據(jù)庫中還有一些VP1序列，由于沒有文獻佐證，缺乏詳盡和可靠的時空分布證據(jù)，因此未被納入該圖的繪制。

2.2.1 A基因型

Schmidt等[19]從1969~1972年間美國加利福尼亞州20例中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者(其中18例為腦炎或無菌性腦膜炎)的糞便標(biāo)本中分離出新型腸道病毒EV71。1995年，美國疾病預(yù)防控制中心的Brown等[27]測序了Schmidt于1970年分離的EV71病毒株BrCr/CA/70，并在1999年首次鑒定EV71基因型時將其劃分為A基因型[5]。BrCr/CA/70在歷史上長期被認為是唯一被測序的A型病毒株，直至40年之后，中國大陸于2009~2011年間分別在安徽六安[28]、北京[26]和湖北武漢[25]發(fā)現(xiàn)了多株A型EV71，且與BrCr/CA/70高度同源。至今研究者仍未給出合理解釋，為何A基因型相隔40年后又重新出現(xiàn)，且序列同源性并未隨著進化而出現(xiàn)較大變化(與BrCr/CA/70的核酸同源性超過97.2%)。但在流感病毒的流行中，也曾出現(xiàn)過類似現(xiàn)象：甲型H1N1流感病毒在1958年被H2N2流感病毒替代后，直至1977年又重新出現(xiàn)并流行[29]；這提示某些基因型病毒可能一直在小范圍流行，只是由于缺乏足夠的監(jiān)測而未被發(fā)現(xiàn)。另外一種猜測是，由于BrCr/CA/70一直在部分病毒實驗室中通過反向遺傳學(xué)進行研究(例如基因組突變位點功能研究[30, 31])，存在人工病毒外流的風(fēng)險。

2.2.2 B基因型

根據(jù)Brown等[5]、van der Sanden等[11]、Bible等[32]、Diedrich等[33]和Schuffenecker等[34]的回顧性研究，B0基因型(B1和B1基因型的可能前體)在60年代出現(xiàn)并和A基因型一起流行，B1基因型主要于70年代在歐美地區(qū)流行并伴隨散發(fā)的B2基因型，B2則主要在80年代流行，只在德國于1997、1998年出現(xiàn)散發(fā)病毒株[33]。對于亞太地區(qū)來說，澳大利亞[6]和日本[35]與歐美地區(qū)流行的基因型基本一致，分離到大量B1和B2基因型病毒株，其他地區(qū)只有在中國臺灣等有零星報道[36]。B3、B4和B5基因型都是在馬來西亞的疫情中出現(xiàn)的。1997年4~8月，馬來西亞沙撈越地區(qū)首次發(fā)生EV71流行(部分伴發(fā)B型腺病毒感染[37])，造成至少31例6歲以下兒童死于手足口病重癥表現(xiàn)—病毒性心肌炎[6, 38]，也成為亞太地區(qū)首次大規(guī)模暴發(fā)的手足口病疫情。此次疫情中EV71的基因型以B3為主，伴有B4、C1和C2，這也是歷史上首次發(fā)現(xiàn)B3和B4基因型。在1999~2001年馬來西亞疫情中，B4成為優(yōu)勢基因型伴發(fā)C1[6, 38]，并首次發(fā)現(xiàn)了B5基因型；此后，B5成為馬來西亞的優(yōu)勢基因型，并造成了2003、2005年末至2006年初兩次較大規(guī)模疫情[20]。B3在引起馬來西亞1997年大規(guī)模疫情之后，又引起了新加坡(地理上緊鄰馬來西亞)1998年大規(guī)模疫情，緊接著于1999年在澳大利亞和中國香港出現(xiàn)，短暫流行后便在亞太消失。B4在90年代末一直是亞太地區(qū)的主要基因型，在1999~2003年間一直是中國臺灣的優(yōu)勢基因型并造成了2000年和2001年兩次大規(guī)模疫情，分別造成291例和389例重癥病例、4l例和55例死亡病例[39]。B5則從2003年起成為亞太最重要的基因型之一流行至今。

圖3 EV71基因型的時空分布

2.2.3 C基因型

C1基因型在80年代末開始流行并在1995年之前都是歐美地區(qū)的優(yōu)勢病毒株，1995年之后C2基因型開始出現(xiàn)并和C1基因型交替在歐美流行直至當(dāng)今。C1和C2基因型在馬來西亞的1997、1999到2001等多次疫情中出現(xiàn)，但并非優(yōu)勢基因型。在1998年中國臺灣地區(qū)廣泛出現(xiàn)主要由EV71和CV16引起的大規(guī)模手足口病疫情中，C2是EV71的優(yōu)勢基因型；此次疫情共報道129 106 例手足口病和皰疹性咽峽炎病例，其中 405 例重癥病例(包括78例死亡病例)，重癥病例和死亡病例EV71感染率分別為75%和92%[40,41]。

C3是亞太地區(qū)最早出現(xiàn)的C類新基因型，但只在日本、中國大陸和韓國散發(fā)。C4最早在日本分離到，但主要以中國大陸為核心在亞太地區(qū)廣泛流行，并和B5一起成為亞太目前最主要的基因型。C4首次大規(guī)模疫情于2007年出現(xiàn)在中國山東，導(dǎo)致405例重癥病例和78例死亡病例[42]，但C4真正震撼全世界的是中國安徽省阜陽市的2008年疫情。2008年安徽阜陽暴發(fā)了C4基因型EV71為主伴發(fā)CV16感染導(dǎo)致的手足口病疫情，3~5月份共報告6049例病例[43]。由于疫情早期患者主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀而不是典型的手足口病癥狀，病情進展迅速，疫情迅猛擴散，造成入院3023例、重癥353例和死亡22例病例。其后，C4基因型引起的手足口病疫情在全國大規(guī)模流行，發(fā)病率至今居高不下，發(fā)病率和死亡率位于丙類傳染病首位[44]。令人困惑的是，回顧性研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致此次疫情的C4基因型早在1998年就已經(jīng)存在于中國大陸并在此后廣泛傳播，且與日本、中國臺灣和中國香港等國家和地區(qū)的C4具有相近的親緣關(guān)系[45, 46]，為何此前沒有引起較大規(guī)模的手足口病疫情？雖然有研究認為，在中國大陸流行的C4可以再細分為兩個亞型：1998~2004年主要流行C4b，而2004年之后主要流行C4a[45~47]，但無法證明C4a的出現(xiàn)是產(chǎn)生大規(guī)模疫情的主要原因[48]。另外，相對周邊國家和地區(qū)的EV71基因型多樣性，為何中國大陸分離的EV71幾乎都是C4？C5在越南出現(xiàn)并曾成為優(yōu)勢基因型后主要在中國臺灣散發(fā)。在歐美地區(qū)，僅于2004年在德國[33]、法國[34]和奧地利[49]同時出現(xiàn)了C4個案報道。

3 EV71分子進化研究

3.1 EV71基因組進化特征

EV71的進化速率約為4.2~4.6×10–3替換/位置/年(Substitutions per site per year)，相當(dāng)于每年整個EV71基因組約有30個新突變[50]。對VP1核酸序列進行一致性分析發(fā)現(xiàn)，EV71和CVA各血清型病毒之間的一致性約為51%~65%，A、B、C 3種基因型之間的一致性約為80%~85%，B1~B5和C1~C5各個基因亞型之間一致性約為86%~96%，而各個基因亞型內(nèi)部的一致性約為91%~99%[13]。正因為如此，為何A基因型在40年后重現(xiàn)仍然保持著與BrCr/CA/70高度同源(核酸同源性超過97.2%)實在令人費解。Brown等[27]對兩株病毒(一株為A型的BrCr/CA/70，另一株為B2型的神經(jīng)毒性病毒株7423/MS/87)進行了全基因組測序，發(fā)現(xiàn)它們的核酸序列同源性約為81%，而氨基酸序列同源性卻高達95%，這說明7423/MS/87主要的突變?yōu)橥x突變；Brown等[5]對113株病毒VP１的研究，發(fā)現(xiàn)EV71大約93%的替換發(fā)生在密碼子第三位，98%的替換為同義突變；EV71除了B3基因型的dN/dS略高(0.172)，其他基因型的dN/dS均介于0.029~0.075，說明基因組經(jīng)歷了強烈的負選擇(純化選擇)，盡管個別VP1的氨基酸位點如145、237和241等仍表現(xiàn)為正選擇[50]。

Tee等[50]利用貝葉斯MCMC算法和VP1序列對最近共同祖先出現(xiàn)時間(Time for most recent common ancestor，TMRCA)的估算，推斷B1~B5分別出現(xiàn)在大約1967、1978、1994、1993和2001年，C1~C5分別出現(xiàn)在1983、1992、1998、1992和2002年，比分離到的首株對應(yīng)基因型病毒早2~6年。Mirand等[51]在幾乎所有基因型(除了C3)的TMRCA推斷上也得到相近的結(jié)果。由于C3基因型分離的病毒株比較罕見，TMRCA估計時誤差較大；Mirand等[51]估計時使用的C3病毒株最早分離時間比Tee等更早，因此推斷C3的TMRCA為1989年，比Tee等提早了將近10年。

3.2 EV71基因組重組

EV71基因組為單股正鏈RNA，因此重組是EV71基因組進化的重要方式。由于常常有多種血清型或基因型的腸道病毒同時流行(圖3)、同時感染宿主，因此病毒RNA合成時聚合酶上的部分RNA模板在不同血清型或基因型之間發(fā)生了切換，造成了基因組重組。根據(jù)重組的來源，可以分為血清型之間(Intertypic recombination)和基因型之間(Intratypic recombination)的重組。重組分析主要利用各個基因分別構(gòu)建進化樹、繪制序列相似性圖譜、bootscan分析等方法來綜合判定是否發(fā)生重組事件，再利用blast掃描和聯(lián)配(Align)確定具體重組位置[52]。由于腸道病毒中與EV71最近的血清型是CV16，因此它們之間的重組也最常見。Chan等[13]根據(jù)全基因組序列和P1(或VP1)的進化分析，發(fā)現(xiàn)EV71所有基因型病毒株都聚集在一起形成單獨一簇，最近緣的腸道病毒為CV16，但EV71和CV16之間的同源性不到50%；對5′UTR、P2和P3單獨進化分析，BrCr/CA/70都與CVA3和CVA2聚集在一起，C2基因型則與CVA8聚集在一起，它們之間的同源性都超過80%。Huang等[36]在中國臺灣1998年疫情中分離的C2基因型也觀察到了相同現(xiàn)象。Zhang等[43]發(fā)現(xiàn)C4基因型代表株之一的安徽阜陽病毒株Fuyang.Anhui.CHN/17.08/1的3D基因與CV16之間的核酸序列一致性達到85%，而氨基酸序列一致性達到97%；當(dāng)使用某些基因(如3D基因)進行進化分析，一些EV71病毒株與CV16的同源性甚至高于其他EV71基因型之間的同源性[14]。Zhang等[53]發(fā)現(xiàn)在中國大陸流行的C4基因型可能起源于C基因型與CV16、CV14和CV4的重組體。這些都說明EV71和CVA病毒之間存在著血清型之間的重組，也暗示著EV71新基因型的可能來源。

EV71不同基因型之間的重組也有多篇報道。Bible等[32]發(fā)現(xiàn)一株中國臺灣1998年疫情中分離的病毒株TW/2272/98是EV71基因型B2和C2的重組體，其VP1可能來源于B2基因型，而其他基因都來源于C2。Huang等[54]在中國臺灣2004~2005年疫情中發(fā)現(xiàn)了基因型B和C之間在2A、3C等位置發(fā)生的重組。van der Sanden等[55]對荷蘭1963~2008年間的EV71病毒株的大規(guī)模重組分析，發(fā)現(xiàn)了多起重組事件，例如一株1986年荷蘭疫情分離的B2基因型病毒株的5′UTR和亞洲的B3/B4基因型的同源性超過90%。Leitch等[56]發(fā)現(xiàn)EV71不同基因型之間的遺傳距離呈現(xiàn)明顯的跳躍性，這提供了EV71基因型在進化過程中廣泛存在重組的間接證據(jù)，他們甚至依此斷言幾乎所有EV71的基因型都是通過重組而產(chǎn)生的，但他們并未探討重組的可能來源和方式。Chen等[52]通過多種重組檢測算法確認了基因型間重組的廣泛存在，但同樣未追蹤到重組的確切來源。Liu等[57]還發(fā)現(xiàn)C4基因型內(nèi)部也存在重組事件。

毫無疑問，EV71和多種血清型的CVA病毒共同流行以及EV71多種基因型的共同流行(尤其是在疫情期)促進了重組的發(fā)生，但是否重組促進了疫情的發(fā)生仍不明確，重組和患者病情程度之間的關(guān)聯(lián)也不明確。另外，對EV71基因組點突變的研究已有近20年的歷史，研究主要集中在尋找能夠區(qū)別輕癥和重癥手足口病患者的點突變[6, 58]，但迄今尚無顯著進展。

4 展望

由于歷史上對手足口病及其病原體不夠重視，因此EV71缺乏充足的監(jiān)測資料。例如，根據(jù)對流感病毒的研究，流感病毒基因型在分子進化樹上是呈現(xiàn)連續(xù)變化的(抗原性則呈現(xiàn)跳躍性)，即基因型之間的遺傳距離并沒有顯著跳躍[29, 59]；然而從已有的研究來看，EV71基因型之間的遺傳距離呈現(xiàn)明顯的跳躍性，基因型之間缺少必要的中間過渡[56]。van der Sanden等[11]對荷蘭EV71的大規(guī)模回顧性研究發(fā)現(xiàn)了基因型B1*，其在進化樹上處于此前發(fā)現(xiàn)的B1和B2之間，過渡了兩者之間遺傳距離上的跳躍性，使得B1到B2的遺傳變化更加連續(xù)。這強烈暗示著EV71基因型之間的這種遺傳跳躍性很可能是由于缺乏對EV71的長期監(jiān)測，使得分離的病毒具有明顯的采樣偏倚。近年來在經(jīng)受了大規(guī)模疫情之后，亞洲許多國家都建立了手足口病監(jiān)測系統(tǒng)，增加了對病原體的采樣和測序，而且不少測序還覆蓋到了全基因組，逐漸彌補了采樣和僅測序VP1對監(jiān)測和研究的限制。無論如何，對手足口病病原體的分子流行病學(xué)和分子進化監(jiān)測和研究仍將是防控手足口病的重要措施。

雖然目前手足口病還沒有上市的抗病毒藥物和疫苗，但是對它們的研發(fā)正在進行中。鼻病毒與腸道病毒同屬小RNA病毒科，原本多個抑制鼻病毒VP1和3C蛋白酶的小分子化合物如Pleconaril和Rupintrivir正用于EV71的抗病毒試驗，但取得的效果不一[60]。我國研發(fā)的兩款EV71滅活疫苗分別在10 007和12 000名健康嬰幼兒身上進行了三期臨床試驗，發(fā)現(xiàn)疫苗對手足口病的保護率達95%以上，取得了很好的免疫保護效果，相信在不久的將來就能用于保護兒童[61~63]。

[1] Solomon T, Lewthwaite P, Perera D, Cardosa MJ, McMinn P, Ooi MH. Virology, epidemiology, pathogenesis, and control of enterovirus 71., 2010, 10(11): 778–790.

[2] McMinn PC. Recent advances in the molecular epidemiology and control of human enterovirus 71 infection., 2012, 2(2): 199–205.

[3] Zhou SL, Ying XL, Han X, Sun XX, Jin Q, Yang F. Characterization of the enterovirus 71 VP1 protein as a vaccine candidate., 2015, 87(2): 256–262.

[4] Oberste MS, Maher K, Kilpatrick DR, Pallansch MA. Molecular evolution of the human enterovir-uses: correlation of serotype with VP1 sequence and application to picornavirus classification., 1999, 73(3): 1941–1948.

[5] Brown BA, Oberste MS, Alexander JP Jr, Kennett ML, Pallansch MA. Molecular epidemiology and evolution of enterovirus 71 strains isolated from 1970 to 1998., 1999, 73(12): 9969–9975.

[6] McMinn P, Lindsay K, Perera D, Chan HM, Chan KP, Cardosa MJ. Phylogenetic analysis of enterovirus 71 strains isolated during linked epidemics in Malaysia, Singapore, and Western Australia., 2001, 75(16):

7732–7738.

[7] Cardosa MJ, Perera D, Brown BA, Cheon D, Chan HM, Chan KP, Cho H, McMinn P. Molecular epidemiology of human enterovirus 71 strains and recent outbreaks in the Asia-Pacific region: comparative analysis of the VP1 and VP4 genes., 2003, 9(4): 461–468.

[8] Shimizu H, Utama A, Onnimala N, Chen L, Zhang LB, Ma YJ, Pongsuwanna Y, Miyamura T. Molecular epidemio-logy of enterovirus 71 infection in the Western Pacific Region., 2004, 46(2): 231–235.

[9] Mizuta K, Abiko C, Murata T, Matsuzaki Y, Itagaki T, Sanjoh K, Sakamoto M, Hongo S, Murayama S, Hayasaka K. Frequent importation of enterovirus 71 from surrounding countries into the local community of Yamagata, Japan, between 1998 and 2003., 2005, 43(12): 6171–6175.

[10] Tu PV, Thao NT, Perera D, Huu TK, Tien NT, Thuong TC, How OM, Cardosa MJ, McMinn PC. Epidemiologic and virologic investigation of hand, foot, and mouth disease, southern Vietnam, 2005., 2007, 13(11): 1733–1741.

[11] van der Sanden S, Koopmans M, Uslu G, van der Avoort H. Epidemiology of enterovirus 71 in the Netherlands, 1963 to 2008., 2009, 47(9): 2826–2833.

[12] Yip CCY, Lau SKP, Woo PCY, Yuen KY. Human enterovirus 71 epidemics: what's next?, 2013, 6: 19780.

[13] Chan YF, Sam IC, AbuBakar S. Phylogenetic designation of enterovirus 71 genotypes and subgenotypes using complete genome sequences., 2010, 10(3): 404–412.

[14] Yip CCY, Lau SKP, Lo JYC, Chan KH, Woo PCY, Yuen KY. Genetic characterization of EV71 isolates from 2004 to 2010 reveals predominance and persistent circulation of the newly proposed genotype D and recent emergence of a distinct lineage of subgenotype C2 in Hong Kong., 2013, 10: 222.

[15] Deshpande JM, Nadkarni SS, Francis PP. Enterovirus 71 isolated from a case of acute flaccid paralysis in India represents a new genotype., 2003, 84(10): 1350–1353.

[16] Robinson CR, Doane FW, Rhodes AJ. Report of an outbreak of febrile illness with pharyngeal lesions and exanthem: Toronto, summer 1957—isolation of group A coxsackie virus., 1958, 79(8): 615–621.

[17] Seddon JH. Research newsletter No. 2: Research committee of New Zealand council. College of General Practitioners, 1961.

[18] Alsop J, Flewett TH, Foster JR. "Hand-foot-and-mouth disease" in Birmingham in 1959., 1960, 2(5214): 1708–1711.

[19] Schmidt NJ, Lennette EH, Ho HH. An apparently new enterovirus isolated from patients with disease of the central nervous system., 1974, 129(3): 304–309.

[20] Yusof MA, Rais F, Abdullah MA, Zamri LA, Ali HM, Kassim FM, Saat Z. Molecular epidemiology of human enterovirus71 (HEV71) strains isolated in Peninsular Malaysia and Sabah from year 2001 to 2009., 2011, 3(1): 18–26.

[21] Chan YF, Wee KL, Chiam CW, Khor CS, Chan SY, Amalina WM, Sam IC. Comparative genetic analysis of VP4, VP1 and 3D gene regions of enterovirus 71 and coxsackievirus A16 circulating in Malaysia between 1997–2008., 2012, 29(3): 451–466.

[22] Wu Y, Yeo A, Phoon MC, Tan EL, Poh CL, Quak SH, Chow VT. The largest outbreak of hand; foot and mouth disease in Singapore in 2008: The role of enterovirus 71 and coxsackievirus A strains., 2010, 14(12): e1076-e1081.

[23] Ang LW, Phoon MC, Wu Y, Cutter J, James L, Chow V. The changing seroepidemiology of enterovirus 71 infection among children and adolescents in Singapore., 2011, 11(1): 270.

[24] Chia MY, Chiang PS, Chung WY, Luo ST, Lee MS. Epidemiology of enterovirus 71 infections in Taiwan., 2014, 55(4): 243–249.

[25] Yang Z, Lu SY, Xian JC, Ye J, Xiao L, Luo J, Zen K, Liu FY. Complete genome sequence of a human enterovirus 71 strain isolated in Wuhan, China, in 2010., 2013, 1(6): e01112–e01113.

[26] Zhu JP, Luo Z, Wang J, Xu ZG, Chen H, Fan DY, Gao N, Ping GL, Zhou Z, Zhang Y, An J. Phylogenetic analysis of Enterovirus 71 circulating in Beijing, China from 2007 to 2009., 2013, 8(2): e56318.

[27] Brown BA, Pallansch MA. Complete nucleotide sequence of enterovirus 71 is distinct from poliovirus., 1995, 39(2–3): 195–205.

[28] Yu HY, Chen W, Chang HW, Tang RS, Zhao J, Gan L, Liu BY, Chen J, Wang ML. Genetic analysis of the VP1 region of enterovirus 71 reveals the emergence of genotype A in central China in 2008., 2010, 41(1): 1–4.

[29] 董長征. 流感病毒基因組進化研究進展. 遺傳, 2011, 33(3): 189–197.

[30] Arita M, Shimizu H, Nagata N, Ami Y, Suzaki Y, Sata T, Iwasaki T, Miyamura T. Temperature-sensitive mutants of enterovirus 71 show attenuation in cynomolgus monkeys., 2005, 86(5): 1391–1401.

[31] Arita M, Nagata N, Iwata N, Ami Y, Suzaki Y, Mizuta K, Iwasaki T, Sata T, Wakita T, Shimizu H. An attenuated strain of enterovirus 71 belonging to genotype a showed a broad spectrum of antigenicity with attenuated neurovirulence in cynomolgus monkeys., 2007, 81(17): 9386–9395.

[32] Bible JM, Iturriza-Gomara M, Megson B, Brown D, Pantelidis P, Earl P, Bendig J, Tong CY. Molecular epidemiology of human enterovirus 71 in the United Kingdom from 1998 to 2006., 2008, 46(10): 3192–3200.

[33] Diedrich S, Weinbrecht A, Schreier E. Seroprevalence and molecular epidemiology of enterovirus 71 in Germany., 2009, 154(7): 1139–1142.

[34] Schuffenecker I, Mirand A, Antona D, Henquell C, Chomel JJ, Archimbaud C, Billaud G, Peigue-Lafeuille H, Lina B, Bailly JL. Epidemiology of human enterovirus 71 infections in France, 2000–2009., 2011, 50(1): 50–56.

[35] Iwai M, Masaki A, Hasegawa S, Obara M, Horimoto E, Nakamura K, Tanaka Y, Endo K, Tanaka K, Ueda J, Shiraki K, Kurata T, Takizawa T. Genetic changes of coxsackievirus A16 and enterovirus 71 isolated from hand, foot, and mouth disease patients in Toyama, Japan between 1981 and 2007., 2009, 62(4): 254–259.

[36] Huang SW, Hsu YW, Smith DJ, Kiang D, Tsai HP, Lin KH, Wang SM, Liu CC, Su IJ, Wang JR. Reemergence of enterovirus 71 in 2008 in Taiwan: dynamics of genetic and antigenic evolution from 1998 to 2008., 2009, 47(11): 3653–3662.

[37] Cardosa MJ, Krishnan S, Tio PH, Perera D, Wong SC. Isolation of subgenus B adenovirus during a fatal outbreak of enterovirus 71-associated hand, foot, and mouth disease in Sibu, Sarawak., 1999, 354(9183): 987–991.

[38] Herrero LJ, Lee CS, Hurrelbrink RJ, Chua BH, Chua KB, McMinn PC. Molecular epidemiology of enterovirus 71 in peninsular Malaysia, 1997–2000., 2003, 148(7): 1369–1385.

[39] Lin TY, Twu SJ, Ho MS, Chang LY, Lee CY. Enterovirus 71 outbreaks, Taiwan: occurrence and recognition., 2003, 9(3): 291–293.

[40] Wu TN, Tsai SF, Li SF, Lee TF, Huang TM, Wang ML, Hsu KH, Shen CY. Sentinel surveillance for enterovirus 71, Taiwan, 1998., 1999, 5(3): 458–460.

[41] Ho M, Chen ER, Hsu KH, Twu SJ, Chen KT, Tsai SF, Wang JR, Shih SR. An epidemic of enterovirus 71 infection in Taiwan., 1999, 341(13): 929–935.

[42] Zhang Y, Tan XJ, Wang HY, Yan DM, Zhu SL, Wang DY, Ji F, Wang XJ, Gao YJ, Chen L, An HQ, Li DX, Wang SW, Xu AQ, Wang ZJ, Xu WB. An outbreak of hand, foot, and mouth disease associated with subgenotype C4 of human enterovirus 71 in Shandong, China., 2009, 44(4): 262–267.

[43] Zhang Y, Zhu Z, Yang WZ, Ren J, Tan XJ, Wang Y, Mao NY, Xu ST, Zhu SL, Cui AL, Zhang Y, Yan DM, Li Q, Dong XP, Zhang J, Zhao YP, Wan JF, Feng ZJ, Sun JL, Wang SW, Li DX, Xu WB. An emerging recombinant human enterovirus 71 responsible for the 2008 outbreak of hand foot and mouth disease in Fuyang city of China., 2010, 7: 94.

[44] Xing WJ, Liao QH, Viboud C, Zhang J, Sun JL, Wu JT, Chang ZR, Liu FF, Fang VJ, Zheng YD, Cowling BJ, Varma JK, Farrar JJ, Leung GM, Yu HJ. Hand, foot, and mouth disease in China, 2008–12: an epidemiological study., 2014, 14(4): 308–318.

[45] Tan XJ, Huang XY, Zhu SL, Chen H, Yu QL, Wang HY, Huo XX, Zhou JH, Wu Y, Yan DM, Zhang Y, Wang DY, Cui AL, An HQ, Xu WB. The persistent circulation of enterovirus 71 in People's Republic of China: causing emerging nationwide epidemics since 2008., 2011, 6(9): e25662.

[46] Tao ZX, Wang HY, Xu AQ. Identification of a C2 subgenogroup strain of enterovirus 71 in a retrospective study in Shandong Province, China, from 1990 to 2010., 2012, 50(5): 1823–1824.

[47] Tao ZX, Wang HY, Li Y, Liu GF, Xu AQ, Lin XJ, Song LZ, Ji F, Wang ST, Cui N, Song YY. Molecular epidemiology of human enterovirus associated with aseptic meningitis in Shandong Province, China, 2006–2012., 2014, 9(2): e89766.

[48] Guan DW, van der Sanden S, Zeng HR, Li W, Zheng HY, Ma C, Su J, Liu Z, Guo X, Zhang X, Liu L, Koopmans M, Ke CW. Population dynamics and genetic diversity of C4 strains of human enterovirus 71 in mainland China, 1998–2010., 2012, 7(9): e44386.

[49] Huemer H, Ortner B, Huang C, Schmid D, Mutz I, Wewalka G, Yang J, Allerberger F. Isolating Asian enterovirus 71 subgenogroup C4 in two Austrian Clinical samples from 2004., 2007, 13(11): 1733–1741.

[50] Tee KK, Lam TTY, Chan YF, Bible JM, Kamarulzaman A, Tong CW, Takebe Y, Pybus OG. Evolutionary genetics of human enterovirus 71: origin, population dynamics, natural selection, and seasonal periodicity of the VP1 gene., 2010, 84(7): 3339–3350.

[51] Mirand A, Schuffenecker I, Henquell C, Billaud G, Jugie G, Falcon D, Mahul A, Archimbaud C, Terletskaia-Ladwig E, Diedrich S, Huemer HP, Enders M, Lina B, Peigue-Lafeuille H, Bailly JL. Phylogenetic evidence for a recent spread of two populations of human enterovirus 71 in European countries., 2010, 91(9): 2263–2277.

[52] Chen XM, Zhang Q, Li JH, Cao W, Zhang JX, Zhang L, Zhang WL, Shao ZJ, Yan YP. Analysis of recombination and natural selection in human enterovirus 71., 2010, 398(2): 251–261.

[53] Zhang Y, Tan XJ, Cui AL, Mao NY, Xu ST, Zhu Z, Zhou JH, Shi J, Zhao YP, Wang XJ, Huang XY, Zhu SL, Zhang Y, Tang W, Ling H, Xu WB. Complete genome analysis of the C4 subgenotype strains of enterovirus 71: predominant recombination C4 viruses persistently circulating in China for 14 years., 2013, 8(2): e56341.

[54] Huang SC, Hsu YW, Wang HC, Huang SW, Kiang D, Tsai HP, Wang SM, Liu CC, Lin KH, Su IJ, Wang JR. Appearance of intratypic recombination of enterovirus 71 in Taiwan from 2002 to 2005., 2008, 131(2): 250–259.

[55] van der Sanden S, van Eek J, Martin DP, van der Avoort H, Vennema H, Koopmans M. Detection of recombination breakpoints in the genomes of human enterovirus 71 strains isolated in the Netherlands in epidemic and non-epidemic years, 1963–2010., 2011, 11(5): 886–894.

[56] McWilliam Leitch EC, Cabrerizo M, Cardosa J, Harvala H, Ivanova OE, Koike S, Kroes ACM, Lukashev A, Perera D, Roivainen M, Susi P, Trallero G, Evans DJ, Simmonds P. The association of recombination events in the founding and emergence of subgenogroup evolutionary lineages of human enterovirus 71., 2012, 86(5): 2676–2685.

[57] Liu WY, Wu SM, Xiong Y, Li TY, Wen Z, Yan MZ, Qin K, Liu YL, Wu JG. Co-circulation and genomic recombination of coxsackievirus A16 and enterovirus 71 during a large outbreak of hand, foot, and mouth disease in central China., 2014, 9(4): e96051.

[58] Shih SR, Ho MS, Lin KH, Wu SL, Chen YT, Wu CN, Lin TY, Chang LY, Tsao KC, Ning HC, Chang PY, Jung SM, Hsueh C, Chang KS. Genetic analysis of enterovirus 71 isolated from fatal and non-fatal cases of hand, foot and mouth disease during an epidemic in Taiwan, 1998., 2000, 68(2): 127–136.

[59] Smith DJ, Lapedes AS, de Jong JC, Bestebroer TM, Rimmelzwaan GF, Osterhaus AD, Fouchier RA. Mapping the antigenic and genetic evolution of influenza virus., 2004, 305(5682): 371–376.

[60] Kuo RL, Shih SR. Strategies to develop antivirals against enterovirus 71., 2013, 10: 28.

[61] Zhu FC, Xu WB, Xia JL, Liang ZL, Liu Y, Zhang XF, Tan XJ, Wang L, Mao QY, Wu JY, Hu YM, Ji TJ, Song LF, Liang Q, Zhang BM, Gao Q, Li JX, Wang SY, Hu YS, Gu SR, Zhang JH, Yao GH, Gu JX, Wang XS, Zhou YC, Chen CB, Zhang ML, Cao MQ, Wang JZ, Wang H, Wang N. Efficacy, safety, and immunogenicity of an enterovirus 71 vaccine in China., 2014, 370(9): 818–828.

[62] Li RC, Liu LD, Mo ZJ, Wang XY, Xia JL, Liang ZL, Zhang Y, Li YP, Mao QY, Wang JJ, Jiang L, Dong CH, Che YC, Huang T, Jiang ZW, Xie ZP, Wang LC, Liao Y, Liang Y, Nong Y, Liu JS, Zhao HL, Na RX, Guo L, Pu J, Yang EX, Sun L, Cui PF, Shi HJ, Wang JZ, Li QH. An inactivated enterovirus 71 vaccine in healthy children., 2014, 370(9): 829–837.

[63] Lu S. EV71 vaccines: a milestone in the history of global vaccine development., 2014, 3(4): e27.

(責(zé)任編委: 芩山)

Molecular epidemiology and evolution of human enterovirus 71 and hand, foot and mouth disease

Zhifang Liu, Juanjuan Gui, Qihang Hua, Changzheng Dong

Human enterovirus 71(EV71), one of the major pathogens of the hand, foot and mouth disease (HFMD),causes skin rashes in palms, feet and mouth ulcers and complications in the central nervous system such as aseptic meningitis and acute flaccid paralysis that may lead to death. EV71 infection has been reported to be associated with many outbreaks of HFMD worldwide, especially the great outbreaks that occurred in the Asia-Pacific region and caused numerous death since 1997. The studies of molecular epidemiology and evolution of EV71 are important for the prevention and control of HFMD since no vaccines and antiviral drugs have been developed except symptomatic treatment for HFMD. In this review, we summarize genotype classification, temporal and spatial distribution, evolutionary characteristics and modes of EV71 as well as typical EV71 epidemics. Further studies on EV71 and HFMD may lead to better understanding of pathological mechanisms of EV71, development of antiviral drugs and vaccines, and prevention and control of HFMD.

hand, foot and mouth disease (HFMD); enterovirus 71(EV71); genotype; epidemic; temporal and spatial distribution

2014-07-30;

2015-01-16

國家自然科學(xué)基金項目(編號：31000594)和寧波大學(xué)學(xué)科項目(編號：XKL141060)資助

劉志芳，在讀碩士研究生，專業(yè)方向：生物信息學(xué)和統(tǒng)計遺傳學(xué)。E-mail: 812314988@qq.com 桂娟娟，在讀碩士研究生，專業(yè)方向：生物信息學(xué)和統(tǒng)計遺傳學(xué)。E-mail: 852042146@qq.com劉志芳和桂娟娟并列第一作者。

華啟航，講師，研究方向：生物信息學(xué)和統(tǒng)計遺傳學(xué)。E-mail: huaqihang@nbu.edu.cn 董長征，博士，副教授，研究方向：生物信息學(xué)和統(tǒng)計遺傳學(xué)。E-mail: dongchangzheng@nbu.edu.cn

10.16288/j.yczz.14-255

2015-2-4 10:47:37

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1913.R.20150204.1047.001.html