收藏本站
《中国人民解放军军事医学科学院》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

云南省HIV-1流行毒株及HIV早期感染病毒准种的基因变异和分子进化研究

刘永健  
【摘要】:研究背景: HIV在全球经历了复杂的起源和流行过程,HIV-1的M群已经进化为9种基因亚型、49种流行重组型(CRF)以及难以计数的独特重组型(URF)。我国流行的HIV-1毒株主要是CRF07-BC、CRF08-BC、CRF01-AE重组型以及B′亚型,并正处在疫情快速上升、多种传播途径及多种毒株共存的快速进化阶段。了解和掌握我国HIV-1毒株在人群间及个体内的变异和进化特点是艾滋病防治及研究的基础,能够为认识流行规律、设计艾滋病疫苗、研发诊断试剂及药物提供科学的依据。由于HIV-1基因的高度变异及复杂的准种,对病毒基因组扩增和测序的难度很大。以往国内外主要采用扩增和测定HIV-1基因组短片段的方法,这常常不能准确鉴定病毒的基因型及发现病毒基因的重组。在我们的课题开始前,GenBank收录的20多年间获得的中国HIV-1毒株全长基因组序列共有33条。HIV-1早期感染是其感染过程的特殊阶段,具有独特的流行病学、病毒和免疫学特征。这个时期病毒快速高水平复制、病毒血症的浓度高、传播的危险最大,约56-92%新的HIV感染是由处在这个时期的HIV感染者传播的,这个时期病毒准种的进化对病程发展和预后也有十分重要的影响。本研究建立了从血浆中扩增HIV-1全长基因组的方法和扩增测定HIV-1gp120准种序列的方法,采用建立的方法对我国艾滋病的起源和疫情最严重的云南省进行了基于全基因组序列分析的HIV-1变异和进化研究;对目前我国HIV新发感染率最高的男男同性性行为(MSM)人群进行了部分早期HIV感染者HIV-1gp120准种序列的变异和进化研究。 第一部分基于全长基因组分析的云南省HIV-1毒株的基因变异和分子进化研究 首先建立了5′半分子和3′半分子两段法从血浆中扩增和测定HIV-1全长基因组序列的方法。采用这个方法对云南省2009年采集的72名HIV感染者/艾滋病病人的血浆标本进行了全长基因组序列的扩增和测定,经过编辑和拼接,获得了57条HIV-1的近似全长基因序列(Near Full-Length Genome,NFLG)。基于获得的57条HIV-1近似全长基因序列和从数据库中下载的部分序列,采用MEGA、jpHMM、BEAST v 1.5.4等多个软件工具进行了云南省HIV-1流行毒株的变异和进化的研究,主要结果如下: (1)确定了云南省目前流行的主要HIV-1毒株:云南省的HIV-1流行毒株主要以CRF08_BC和CRF01_AE为主,构成比分别为45.5%和40.9%;伴随CRF07_BC和C的低度流行,构成比分别为9.1%和4.5%。描述了主要流行毒株在云南省的地区和人群分布特征。 (2)发现云南省存在多种形式的HIV-1独特重组型(URF)毒株:鉴定了9株新型B′/C重组毒株,其中3株为CRF08_BC和CRF07_BC的二代重组毒株。鉴定了3株新型CRF01_AE/B/C的重组毒株,1株新型CRF01_AE/B的重组毒株。 (3)分析了云南省CRF01_AE毒株与邻近地区毒株的进化关系、推断出毒株传入云南的时间和路线:证实云南的CRF01_AE毒株与比邻的广西和越南北部不存在传播关系,排除了云南省CRF01_AE毒株由广西和越南北部传入的可能,推测云南的CRF01_AE毒株是由缅甸和泰国多途径、多点传入的。根据MCC树的节点对应时间,推测进化树上的4簇CRF01_AE毒株传入云南的时间大约为1989年—1993年6月(90年代初期)。 (4)推断出HIV-1C亚型毒株起源及传入中国的时间:证实C亚型毒株大约在50年代初中期(1953.8)起源于非洲,进化速率为1.86×10-3per site/per year。C亚型毒株首先传入印度,由印度传入缅甸和中国云南。通过MCC树的节点时间坐标,推断由非洲传入印度的时间大约为70年代中期(1974年)、传入缅甸和云南的时间大约为80年代早期(1982年)。 (5)推断出HIV-1CRF08_BC和CRF07_BC毒株的起源时间和传播路线:CRF08_BC和CRF07_BC毒株起源时间大约为80年代中后期,进化速率为2.07×10-3per site/per year和1.83×10-3per site/per year。虽然它们起源的时间基本是一致的,但表现了在我国存在不同的传播路线。 第二部分采用单基因组扩增法研究HIV-1早期感染者体内gp120准种的进化规律 首先建立了单基因组扩增法(Single Genome Amplification,SGA)扩增和测定HIV-1gp120准种序列的方法,通过对多个单一模板的扩增和测序,得到来自样本中单一模板的多条序列。经检验,每个PCR反应孔的理论cDNA模板拷贝数为0.44个,说明扩增反应是特异有效的。在24份血浆样本中共获得了gp120准种序列459条,每份样本的获得的准种序列数范围为4~35条,平均为19.1±8.6条。基于获得的459条准种序列和从数据库中下载的部分序列、采用Highlighter、TreeRate、Heatmap、Mega等多个软件工具进行了HIV-1早期感染者体内gp120基因准种的变异和进化规律研究,主要结果如下: (1)确定了研究对象感染毒株的基因型:12例研究对象中有9例感染的毒株为明确的CRF01_AE亚型、1例为明确的B亚型毒株、1例为明确的CRF07_BC亚型毒株。另有1例样本感染了2个不同的亚型的毒株,分别为B亚型毒株及C和CRF01_AE嵌合的URF毒株。 (2)确定了建立感染时的毒株及其数目: 12例研究对象中有9例建立感染时的毒株数目是1株病毒,剩余3例建立感染时的毒株数目是等于或者大于2株病毒。 (3)分析了早期感染进程中的准种变异度及其进化规律:12例早期感染者前一个时间点核苷酸和氨基酸水平的变异度均显著低于后一时间点(P0.05),说明随着感染进程的发展,病毒准种在核苷酸和氨基酸水平的变异均显著增加。由1个病毒引起感染的样本进化速率均值为1.61±0.39E-05替换/每个位点/每天(5.7E-03替换/每个位点/每年),范围为1.28-2.22 E-05替换/每个位点/每天。早期感染者前后2个时间点的gp120准种序列均发现有APOBEC蛋白导致的G→A突变,后一个时间点比前一个时间点APOBEC蛋白导致的G→A的突变位点数显著增加(P =0.03),提示APOBEC蛋白导致的G→A的突变随感染的进程显著地累积。 (4)发现了准种序列的重组并影响病毒的复制适应性:分析由2个同型CRF01_AE病毒感染的YA-106号感染者两个时间点病毒准种的构成,说明同型病毒间的重组极易在感染后很快发生,重组毒株比非重组毒株具有明显高的复制适应性,可在较短时间内占据准种的优势。分析由两个不同亚型(URF_01C重组型和B亚型)病毒感染的YA113号感染者两个时间点病毒准种的构成,发现从第一个时间点至第二个时间点,在54天时间内两个亚型的病毒序列并无重组,且均以重组型病毒为准种的优势。这一方面说明重组病毒具有更强的复制适应性,也提示不同亚型病毒间的重组比同亚型病毒间的重组难度大、频率低。 (5)阐述了准种序列糖基化位点的特点和规律:病毒准种序列糖基化位点的数目范围为22-28个/序列,平均值为24.6±1.6个/序列。多数感染者前后2个时间点的糖基化位点数目没有显著变化(P0.05)。CRF01_AE毒株早期感染者和非早期感染者gp120区域的糖基化位点的数目没有显著差异、糖基化位点的位置也基本一致。 (6)分析了准种序列的可变区及选择压力:比较CRF01_AE毒株早期感染者与非早期感染者(来自数据库)的gp120序列可变区的肽链长度,两组序列的肽链长度均无显著性差异(P0.05)。两组序列V3区的顶端4肽均以GPGQ为主。早期感染者携带的毒株均以CCR5作为辅助受体。9例早期感染样本gp120基因的选择压力分析结果显示4例样本呈现正向选择压力特征、5例样本呈现负向选择压力特征。不同的毒株呈现不同丰度的正向选择位点,在不同的毒株中发现了一定数量的相对集中的正向选择位点分布区域。
【学位授予单位】:中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R512.91

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 周衍衡;庞伟;郑永唐;;云南省HIV-1分子流行病学研究进展[J];皮肤病与性病;2010年01期
2 程何荷,张家鹏,潘颂锋,贾曼红,张勇,马艳玲,毕秀琼,张小波,安静,张光彩,杨朝军,梁跃波,王文新,李徽,余慧芬,李劲光;云南省HIV感染流行趋势分析和预测[J];中国艾滋病性病;2000年05期
3 袁建华,许屹,姜涛,Geoegelonita,李建华,张家鹏;云南省HIV/AIDS预测[J];中国艾滋病性病;2002年02期
4 陆林,贾曼红,陆继云,罗红兵,张小波,马艳玲,付丽茹,梅静远,张强;云南省2004年艾滋病流行分析[J];中国艾滋病性病;2005年03期
5 邢辉,梁浩,万卓越,陈曦,魏民,马鹏飞,关琪,全宇,洪坤学,邵一鸣;中国CRF01-AE亚型人类免疫缺陷病毒毒株的分子流行病学研究[J];中华预防医学杂志;2004年05期
6 陆林,贾曼红,张小波,罗红兵,马艳玲,付丽茹,陆继云;1989~2003年云南省艾滋病流行态势分析[J];中华预防医学杂志;2004年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晓静;;HIV-1基因分型及其流行分布[J];安徽预防医学杂志;2008年01期
2 谢进荣;张兴明;王淑芳;;文山地区无偿献血者血液筛查后传播HIV残余危险度的评估[J];中国输血杂志;2010年04期
3 杨玉峰;刘东;李小兴;;玉溪市2005—2009年自愿无偿献血者HIV感染情况[J];中国输血杂志;2010年09期
4 罗红兵;卢冉;梅静远;陆继云;宋丽军;付丽茹;贾曼红;;云南省188例HIV/AIDS青年学生感染危险因素分析[J];传染病信息;2011年06期
5 方可芬;李佳;段一娟;李洲林;杨忠桔;郗承惠;杨映全;赵霖;郑长虹;刘邦;褚显琼;瑞应;郭云献;杨光文;冉艳红;曹晓斌;;2004年云南省瑞丽市艾滋病流行基线调查结果分析[J];地方病通报;2007年03期
6 王云霞;关永生;米娜瓦尔·艾拜;买吾拉尼·依明;王君;芮宝玲;郝敬贡;;乌鲁木齐市静脉吸毒人群艾滋病病毒感染及危险因素研究[J];地方病通报;2009年03期
7 张自华;赵旭平;宇柏成;;大理某医院HIV抗体初筛分析[J];大理学院学报;2009年12期
8 顾伟;张春丽;;大理州两个白族自然村艾滋病知识现状调查分析[J];中国实用乡村医生杂志;2006年08期
9 张开宁,朱兆芳;在艾滋项目中融入社会性别视角[J];妇女研究论丛;2005年06期
10 马承鹏;张河川;;云南高校青少年性健康服务现况调查[J];中国公共卫生管理;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 梁权;毛培菊;罗春贞;王缦;;HIV-1跨膜蛋白gp41的截短表达及其免疫反应性[A];第五次全国免疫诊断暨疫苗学术研讨会论文汇编[C];2011年
2 赵金仙;赵立庆;李顺祥;陈良;雷素娟;;吸毒人群行为特征及艾滋病知识调查[A];玉溪市第三届性病、皮肤病学术交流会论文专辑[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏莹珍;MSM人群HIV-1感染的影响因素及云南省HIV-1分子流行病学研究[D];南方医科大学;2011年
2 黄海龙;福建省HIV-1CRF01_AE流行株的表型分析、基因序列特征、膜蛋白表达及感染性克隆构建的研究[D];福建医科大学;2007年
3 徐俊杰;开远市暗娼人群HIV/STIs发病率的前瞻性队列研究[D];中国疾病预防控制中心;2008年
4 杜建伟;海南省艾滋病综合干预措施研究[D];华中科技大学;2008年
5 钱源;与HIV-1感染相关的基因在中国20个民族群体中的多态性研究[D];中国协和医科大学;2008年
6 王月云;HIV-1高暴露持续血清阴性人群分子流行病学研究[D];华中科技大学;2009年
7 汪海波;云南省Ⅰ型人类免疫缺陷病毒(HIV-1)分子流行病学研究及针对HIV-1 B’亚型SHIV/中国猴模型的建立[D];武汉大学;2009年
8 汪海波;开远市暗娼艾滋病性病感染率变化趋势及其流行因素研究[D];中国疾病预防控制中心;2010年
9 温敏;HAART联合中药对云南省两县HIV/AIDS患者的干预作用[D];成都中医药大学;2012年
10 彭志行;基于抗病毒治疗与艾滋病疫情关联的统计模型研究[D];南京医科大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马玲;乌鲁木齐市收教女性中艾滋病高危人群的流行病学调查[D];新疆医科大学;2010年
2 张云操;HIV相关性口腔白色念珠菌基因型研究[D];大理学院;2010年
3 于茂河;天津市男男性行为HIV-1感染者行为特征与基因亚型、耐药性分析[D];天津医科大学;2011年
4 冯琳;云南省某边境县跨境和当地女性性工作者HIV/STDs感染及其影响因素研究[D];中国疾病预防控制中心;2011年
5 喻晓东;当涂县农村外来媳妇艾滋病行为干预模式研究[D];安徽医科大学;2011年
6 李旭东;四川省西昌市静脉吸毒人群HIV/HCV/HBV/梅毒新发感染及高危行为变化的研究[D];苏州大学;2011年
7 陈立力;云南和广西HIV-1流行毒株的基因变异和分子进化研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2011年
8 解晓燕;霍乱毒素A、B亚单位对HIV-1调节/辅助基因DNA疫苗的佐剂效应研究[D];苏州大学;2011年
9 邱雅;云南省傣族、景颇族人群HIV-1感染相关基因多态性研究[D];昆明医学院;2003年
10 罗皓;广西HIV-1重组流行株基因变异的研究和快速基因分型方法的建立[D];广西医科大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘翌;;艾滋病病毒分子亚型流行病学研究进展[J];中国国境卫生检疫杂志;2006年S1期
2 张小波,程何荷,贾曼红,张家鹏;云南省239例艾滋病病例分析[J];中国艾滋病性病;2000年02期
3 余慧芬,安晓静,贾曼红,潘颂峰,马艳玲,张光彩,李徽,张小波,张勇,梁耀波,李劲光,张家鹏,程何荷;云南省1999年HIV/AIDS监测报告[J];中国艾滋病性病;2001年02期
4 李华;邢辉;吴健;罗小光;刘胜牙;颜钟;黄康华;黄红敏;邵一鸣;;中国首例HIV-1 J亚型毒株的鉴定[J];中国艾滋病性病;2007年04期
5 辛若雷;何翔;邵一鸣;;HIV-1CRF07_BC重组毒株的起源和分子流行病学研究进展[J];中国艾滋病性病;2009年02期
6 程何荷,张家鹏,贾曼红,寇静冬,张勇,毕秀琼,潘颂峰,赵沛,杨朝军,金莉,梁跃波,张小波;云南省HIV流行及趋势研究[J];中国性病艾滋病防治;1995年02期
7 ;High risk populations and HIV-1 infection in China[J];Cell Research;2005年Z1期
8 郑锡文;张家鹏;曲书泉;程何荷;李大勤;贾曼红;张桂云;段松;田春桥;段一娟;陈艳麟;李志荣;;1992~1995年中国瑞丽等地吸毒人群艾滋病病毒感染率观察及定群研究[J];中华流行病学杂志;1997年05期
9 马景孚,陈利,舒刚明,王荣华,沈岚,何丽明,陈金祥;1996~1999年昆明市常住人口性病艾滋病行为危险因素动态监测[J];中华流行病学杂志;2001年05期
10 梁浩,邢辉,魏民,陈钊,关琪,黄海龙,全宇,陈健平,洪坤学,施侣元,邵一鸣;中国艾滋病病毒1型AE循环重组型毒株env基因的变异和进化分析[J];中华流行病学杂志;2003年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张新华;慢性丙型肝炎病毒感染者的病毒准种和肝损害[J];国外医学.流行病学.传染病学分册;1997年06期
2 闫秀英,胡本忠,金鲁明;丙型肝炎病毒(HCV)基因分型及序列动态变化研究[J];菏泽医专学报;2000年03期
3 庄辉;丙型肝炎病毒和乙型肝炎病毒准种及其临床意义[J];中华医学杂志;2002年02期
4 兰林,王宇明,黄燕萍;慢性乙型肝炎患者病毒准种特性的初步研究[J];中华肝脏病杂志;2003年04期
5 竹原徹郎 ,姚桢;肝病[J];日本医学介绍;2003年08期
6 兰林,王宇明;乙型肝炎病毒遗传异质性对干扰素应答性的影响[J];世界华人消化杂志;2002年06期
7 聂青和!710038,陈成伟;病毒性肝炎研究的若干热点——第四届上海国际肝癌肝炎会议介绍之一[J];肝脏;2000年04期
8 马巧玉;病毒逃避细胞毒性T细胞免疫研究进展[J];免疫学杂志;2001年S1期
9 姚均;异源双链泳动分析法在研究HIV基因变异中的应用[J];国外医学.病毒学分册;2002年04期
10 黄海燕,孟祥伟;丙型肝炎基因分型[J];吉林医学;2003年06期
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 鲁海燕 通讯员 黄显斌 唐明山;我国SARS病毒研究获重大进展[N];华夏时报;2004年
2 刘恕 通讯员 黄显斌 唐明山;同一病人体内存在不同SARS病毒变异株[N];科技日报;2004年
3 李兵 黄显斌 唐明山;SARS病毒有110多个变异点[N];健康报;2004年
4 黄显斌;唐明山;我国SARS临床病毒学研究获重大进展[N];中国医药报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张萍;HCV感染者免疫状况、病毒基因变异与疾病转归的相关性研究[D];浙江大学;2004年
中国知网广告投放
相关机构
>浙江大学
相关作者
>张萍
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026