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《大连医科大学》 2003年
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中国HIV主要流行株核心蛋白(GAG)基因变异规律的研究

关琪  
【摘要】: 艾滋病病毒(人免疫缺陷病毒,HIV)是逆转录病毒科慢病毒属灵长类慢病毒亚属中的一类病毒。由于HIV-1的逆转录酶缺乏3′→5′外切酶活性,使得HIV在复制的过程中不能对错误掺入的单核苷酸加以校正,从而表现出非忠实性复制的倾向。所以病毒经逆转录后,存在着很多的碱基替换(包括转换和颠换)、插入、缺失、重复和倒置等遗传物质的变化,而使HIV-1具有高度变异的显著特征。另外,HIV-1在体内的生存和进化又受到宿主免疫压力的作用,由于这种压力的存在而使HIV-1呈现出一种连续的、定向的突变趋势以获得快速、特异的突变株,以适应外界选择压力而存活并繁衍下去。此外,与上述产生基因突变的机制相比,基因重组则是最快的,可产生最大程度变异的基因变异机制。由于重组后的病毒基因组中含有大片段的外源性基因,所以可极大的改变重组毒株的遗传特性和生物学表型,使病毒的进化发生时空上的飞跃,从而大大加快HIV的变异速度。 本研究的主要目的是在第二次全国HIV分子流行病学调查的基础上,从HIV-1核心蛋白(GAG)区的基因变异、所受选择压力和抗原表位变化等角度,对我国的主要流行株B亚型、及CRF07-BC、CRF08-BC和CRF01-AE三个流行重组模式病毒进行分析,以希望所获得的数据能够为针对我国HIV的免疫学研究和疫苗的研制提供帮助。 经过对全国近千份样本的分析发现,我国的HIV B’亚型占33%;CRF01-AE占16%;CRF07-BC占36%;CRF08-BC占11%;其他亚型占4%。这些样本基本覆 盖了中国Hlv的主要亚型和主要流行地域,可以较好的代表中国Hlv的流行情况。 通过对中国各主要亚型毒株GAG区的序列分析发现,目前在我国流行的HIVB亚 型毒株与B.TH.92.92TH014标准株在基因距离上最为接近,我国流行的HIVB亚 型毒株的氨基酸共享序列与B.TH.92.92TH014标准株完全一致。而与1998年在我 国云南省境内发现的泰国B亚型全长序列B.cN.RL42存在着四个突变位点(24位 A一S;47位L一Q;80位G一D;88位A一v)。我国eRF08一BC毒株与08_BC.CN98CN006 标准株最为接近,但存在着该标准株77一80位四个氨基酸〔QQKT)的缺失,其他 位点皆完全一致,而这种缺失发生于我国所有cRFos一Bc毒株中。我国CRF07一BC 毒株的共享序列与07一Bc.cN97cN001标准株完全一致。而我国的流行重组模式 CRF01一AE病毒与02_AE.TH.90.eM24o;01_AE.Jp.93.93JpNHI和 01_AE.TH.90.cM235一2三个标准株的基因距离均较为接近,而与其中 01少E.TH.90.eM240更接近一些。 通过序列保守性分析,发现在P17的尾部与P24交界的部分,经常出现碱基 的缺失、插入、突变、重复和倒置等情况。该区段的变异较大,而这种突变很少 发生移码突变,并不影响下游P24部分的正常翻译,也不会影响P17与P24两片 段之间的酶切位点。造成这种现象的原因是由于该区段不具有重要的生物学功能, 从而容许发生较大程度的变异。 除了CRF08一BC以外,从所研究的整个区段来看,其余各亚型均受到正向选择 压力。所受选择压力从大到小的顺序依次为:cRF01一AE;B;cRF07一BC,而除CRF08一Bc 以外,各亚型的P17区段的ks/ka值均小于1,而P24区段的ks/ka值均大于1。 表明这三个亚型毒株的P17区段均受到正向选择压力,而P24区段受到的是负向 选择压力进而呈现出随机进化趋势。 通过抗原表位的分析发现,P24区段抗原表位的保守性明显高于P17区段。并 可见P17内的抗原表位随着向P24区段的靠近而保守性不断提高。这与我国HIVB 亚型毒株的分区段的基因距离和所受选择压力的分析结果相一致。即从基因离散 率;所受的选择压力及抗原表位的突变率三个方面来看,Hlv的P17区段均明显大 于P24区段。 本研究中用改进的多重套式PCR方法对134份HIV阳性标本和60份HIV阴性 样本进行了检测,敏感性达到93.28%(B亚型:93.55%,C亚型、CRF07一BC、CRF08一BC: 94.20%,CRF01一AE:91.18%),特异性为100%,诊断指数(Dl):1.9328,诊断效 率(DF)::95.36%,阳性预测值(+PV):100%。由以上各项指标可见,该方法在HIV 基因分型方面,尤其在中国大部分不具有核酸测序条件的实验室里,实为一种简 单、快速、准确且经济、实用的基因分型方法。 本研究是我国有史以来基于最大样本量的对HIV基因核心蛋白区进行的研究, 针对中国株序列特征(signature)、区段保守性、抗原表位的变化、新重组模式 毒株的发现与流行情况、各亚型及各区段受到的不同的选择压力等方面,较为系 统的对我国HIV流行毒株进行了分析和研究,获得了宝贵的第一手资料,可以为 我国HIV的预防与治疗等方面的工作提供有力的指导。此外,本研究还对使用多 重套式PCR进行Hlv亚型鉴定的方法进行了改进,使改进后的方法具有更高的灵 敏度和实用性,更加适合于在我国及其他欠发达国家和地区进行大范围的推广。 这将在这些国家和地区的Hlv的普查和防治工作中发挥重要的作用。
【学位授予单位】:大连医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:R373

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