Μοριακή χαρτογράφηση μεταλλάξεων στο στέλεχος CVB5 που προκάλεσε επιδημία μηνιγγίτιδας το 1996 και επιδημιολογία των εντεροϊών την περίοδο 2003-2011 στην Κύπρο

Abstract

Human Enteroviruses (HEV) belong to the family Picornaviridae. They have worldwide distribution and are transmitted via fecal-oral route. Their single stranded RNA genome is enclosed in a protein capsid. They are characterized by genomic heterogeneity that is reflected by their phenotypic diversity. More than 100 pathogenic serotypes are responsible for a wide spectrum of clinical diseases affecting many different organ systems. Infections of the central nervous system (CNS) manifested as meningitis can pose a serious public health problem especially during outbreaks. In this thesis the CVB5 strain, which caused the first documented epidemic of meningitis in Cyprus during the summer of 1996, was studied. Furthermore, this study presents the molecular typing of HEVs isolated from clinical specimens from patients diagnosed with aseptic meningitis and other EV infections in Cyprus between 2003 and 2011. For the first part, the nucleotide sequence of the whole genome from 17 clinical specimens was determined. Thirteen specimens were obtained from patients with intense neurological signs and four from patients with no particular neurological signs. Mutations were mapped both in non-coding and protein coding regions. The presence of a mutation (C for T) within the group of patients without particular neurological symptoms at nucleotide 476 in the 5΄- non coding region may contribute to the reduced neurovirulence of those strains due to its position at stem-loop V of the IRES. For the second part, a sequential PCR strategy targeting the 5΄- non-coding region and VP1 region followed by sequencing was used for typing the enterovirus positive samples. Overall, 23 different serotypes were identified. E30 was the most frequently isolated serotype and showed the highest number of total and annual incidences (2007, 2008, 2010). Despite the fact that Cyprus is an island, it appears that the circulation pattern of EVs follows those in other European countries, probably because of the numerous visitors from these countries.The results of this study constitute an important record for the population of Cyprus as well as a database, which will serve as a basis for the surveillance of circulating and emerging enteroviruses in the future.

Οι εντεροϊοί ανήκουν στην οικογένεια των Picornaviridae. Έχουν παγκόσμια διασπορά και μεταδίδονται κυρίως δια της κοπρανοστοματικής οδού. Οι εντεροϊοί διαθέτουν ένα μονόκλωνο θετικής πολικότητας RNA γονιδίωμα που περικλείεται σ’ ένα αμιγώς πρωτεϊνικό καψίδιο. Χαρακτηρίζονται από μεγάλη γονιδιωματική ετερογένεια που εκφράζεται με τη φαινοτυπική τους ποικιλομορφία. Ως αποτέλεσμα υπάρχουν περισσότεροι από εκατό παθογόνοι για τον άνθρωπο ορότυποι που προκαλούν ένα ευρύ φάσμα κλινικών ασθενειών. Τα σοβαρότερα κλινικά σύνδρομα που προκαλούν είναι αποτέλεσμα προσβολής του ΚΝΣ. Η μηνιγγίτιδα αποτελεί την πιο συχνή λοίμωξη του ΚΝΣ που εκδηλώνεται με τη μορφή επιδημιών και αποτελεί σοβαρό πρόβλημα δημόσιας υγείας. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να διερευνηθεί ο CVB5 που προκάλεσε την πρώτη καταγεγραμμένη επιδημία μηνιγγίτιδας στην Κύπρο το καλοκαίρι του 1996. Παράλληλα τυποποιήθηκαν μοριακά οι όροτυποι που προκάλεσαν μηνιγγίτιδα και άλλες εντεροϊογενείς λοιμώξεις στον κυπριακό πληθυσμό από το 2003 μέχρι και το καλοκαίρι του 2011. Για το πρώτο μέρος, τα δείγματα αφορούσαν δύο ομάδες ασθενών, μια με έντονα νευρολογικά σημεία και μία χωρίς ιδιαίτερα νευρολογικά συμπτώματα. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε ήταν η εύρεση της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος και η χαρτογράφηση μεταλλάξεων τόσο στις μη κωδικοποιούσες όσο και στις κωδικοποιούσες για πρωτεΐνες περιοχές του γονιδιώματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η παρουσία της μετάλλαξης (C αντί Τ) στη θέση 476 της 5΄-μη κωδικοποιούσας περιοχής, μόνο σε δείγματα από την ομάδα των ασθενών χωρίς ιδιαίτερα νευρολογικά συμπτώματα, πιθανώς να οδηγεί σε μειωμένη νευροτοξικότητα στα συγκεκριμένα στελέχη, λόγω της θέσης της στη φουρκέτα V του IRES, που σχετίζεται άμεσα με τη νευροτοξικότητα. Στο δεύτερο μέρος βρέθηκε η νουκλεοτιδική αλληλουχία μέρους της 5΄-μη κωδικοποιούσας για μια πρώτη ομαδοποίηση των δειγμάτων και στη συνέχεια της VΡ1 περιοχής για την τυποποίησή τους. Ταυτοποιήθηκαν συνολικά 23 διαφορετικοί ορότυποι. Σημαντική επίπτωση είχε ο Ε30, που κατέγραψε τις περισσότερες τυποποιήσεις τόσο στο σύνολο όσο και σε κάθε έτος που ανιχνεύτηκε (2007, 2008, 2010). Παρά το γεγονός ότι είναι νησί η Κύπρος φαίνεται να ακολουθεί το πρότυπο κυκλοφορίας των εντεροϊών στις Ευρωπαϊκές χώρες λόγω του μεγάλου αριθμού επισκεπτών που δέχεται από αυτές. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης αποτελούν σημαντική καταγραφή για τον κυπριακό πληθυσμό και προσφέρουν μια βάση δεδομένων που θα συμβάλει στην αντιμετώπιση και στη διαχείριση των εντεροϊών τα επόμενα χρόνια.