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研究背景:手足口病(Hand,foot,and mouth disease,HFMD)是一种全球性肠道病毒感染性传染病,多发生于5岁及以下儿童。其主要临床症状为发热,手、足、口腔黏膜及臀部出现皮疹,重症患者可出现呼吸循环系统及中枢神经系统并发症,甚至导致死亡。全球范围内引起HFMD的病原体主要为人肠道病毒71型(Enterovirus A71,EV-A71)和柯萨奇病毒 A 组 16 型(Coxsackievirus A16,CV-A16),但近年来由其他肠道病毒(Enterovirus,EV)引起的HFMD不断增多,其中柯萨奇病毒A组4型(Coxsackievirus A4,CV-A4)逐渐成为比较常见的病原体,且在某些地区引起HFMD、疱疹性咽峡炎(Herpangina,HA)、发热性疾病等的暴发流行。文献复习发现有关CV-A4流行病学和病原学方面的研究目前仍比较匮乏,且大多数研究主要集中在一省一市,地理分布和时间跨度都相当有限。而病毒病所目前已经建立了较为成熟的中国大陆HFMD网络实验室监测技术平台,该监测系统为阐明我国HFMD病原谱构成和动态变化提供了基础资料,本研究以此为支撑,首次对2008～2016年中国大陆CV-A4进行较全面、系统的流行病学、基因特征及遗传进化分析。研究目的:本研究首次对2008～2016年中国大陆引起HFMD的CV-A4进行分析,阐明由CV-A4引起的HFMD流行特征,建立CV-A4全长VP1编码区基因序列和全基因组序列测定方法,完善对其基因分型、基因重组及氨基酸变异等基因特征和遗传进化规律的认识,为预测预警CV-A4可能引起的相关疾病提供科学数据、为HFMD病原学积累基础数据。研究方法:基于中国大陆HFMD网络实验室监测技术平台,收集2008～2016年中国大陆由CV-A4引起的HFMD病例信息进行统计学分析、收集各省上报毒株进行基因特征和进化分析。对期间139株中国大陆代表性CV-A4分离株进行全长VP1编码区核苷酸序列进行测定,从中挑选13株代表株进行全基因组测序。同时收集GenBank数据库中CV-A4全长VP1区序列130条,建立CV-A4病毒信息库。使用Sequencher、MEGA、BioEdit、Simplot软件分析其基因序列特征及遗传进化规律。研究结果:1.2008～2016年,共收集到中国大陆由CV-A4引起的HFMD病例250例(23例来自GenBank数据库的HFMD病例类型、性别及发病年龄未知),其中HFMD轻症患者210例,重症患者17例,分布于25个省(自治区、直辖市),发病数居前三位的地区分别是天津市(40例)、山东省(26例)和广东省(21例)。病例发病主要集中在4～7月份,男性(150例)多于女性(77例),发病年龄最大7岁,最小4个月,发病中位年龄为2岁。2.基于全长VP1编码区核苷酸序列将CV-A4划分为A～D四个基因型。1948年的CV-A4原型株(High Point株)、1999年的肯尼亚株和2008年的日本株分别构成A、B和D基因型,其余均属于C基因型。C基因型又可进一步划分为C1～C5五个基因亚型。3.中国大陆引起HFMD的CV-A4流行株主要分布于C2、C4和C5基因亚型分支,其中分别有1株和3株分离株属于C4和C5基因亚型,其余97.5%(158/162)分离株均属于C2基因亚型,包括全部(9株)重症病例代表株。且C2基因亚型仅由中国大陆和中国台湾分离株组成,不包括任何一株非中国分离株。4.对中国大陆流行的包括本实验室测序及GenBank中搜集的共20株CV-A4进行全基因组序列进化分析,提示C2和C5基因亚型的CV-A4存在不同的重组模式。C2基因亚型的CV-A4与CV-A5、CV-A6分别在P3区和5’-UTR区发生重组,且分离自重症病例的CV-A4比轻症更易在P3区与CV-A5发生重组。而C5基因亚型的CV-A4仅在2A编码区与CV-A16发生小片段重组。除与EV-A原型株存在重组外,中国大陆CV-A4还与近年流行的其他EV-A毒株发生基因重组。.5.与原型株相比,C2基因亚型在P1、P2、P3区域分别发生了 9、9、17个氨基酸位点的突变,C5基因亚型则分别发生了 7、6、15个氨基酸位点的变异。两种基因亚型的CV-A4毒株在多数变异位点发生了相同的氨基酸变异结果,仅在P1区的第232、358、588、667位和P2区的第27位以及P3区的第456位氨基酸位点的变异结果有所不同。研究结论:1.2008～2016年中国大陆由CV-A4引起的HFMD流行特征与全国HFMD在性别、年龄、4～7月发病高峰的流行病学特征上较为相似。2.基于全长VP1编码区核苷酸序列可将CV-A4划分为A～D四个基因型,C基因型又可进一步划分为C1～C5五个基因亚型。3.分子流行病学研究发现,C基因型是目前中国大陆流行最广、引起HFMD最多的CV-A4毒株的一种基因类型。2008～2016年间C2基因亚型CV-A4毒株在中国大陆持续循环流行,并且在全国范围内存在较为广泛,是引起中国大陆HFMD的CV-A4病原体的绝对优势基因亚型。4.本研究提示P3非结构蛋白编码区发生的基因重组事件在C2亚型成为优势流行株过程中起到重要作用,对CV-A4的传播力和毒力增强有着一定意义。近年来CV-A4的重组活动非常活跃,这也成为其将来可能引起疾病暴发的潜在原因。5.中国大陆CV-A4的C2基因亚型的氨基酸变异较C5基因亚型更为活跃,且二者均在P3区发生氨基酸变异的频率最高。