我國部分地區(qū)HIV-1流行及進化動力學研究.pdf

1、北京作為我國首都、國際化大都市擁有數量龐大的MSM群體;河北地處北京與河南之間，早年受到河南有償獻血人群影響HIV從南部傳入，近年來當地MSM人群與北京MSM人群之間聯(lián)系緊密;深圳毗鄰香港，是我國最早的經濟特區(qū)，流動人口數量龐大，2012年發(fā)現(xiàn)的新型流行重組毒株CRF55_01B的起源地。本研究利用源自上述3個地區(qū)HIV感染者/艾滋病病患者的血漿標本及其產出的病毒基因序列，采用多種生物信息學分析方法，研究這三個地區(qū)HIV-1毒株的流行和

2、進化特征，并建立新型重組毒株的感染性克隆，以期闡明我國不同類型地區(qū)HIV進化特點和流行情況，并為致病機制研究奠定基礎。
　　第一部分 北京MSM人群HIV流行動力學研究
　　本研究旨在分析北京MSM人群中流行的HIV-1毒株的流行動力學以及進化特征。
　　結果:(1)北京MSM人群中流行的HIV-1毒株包括B、CRF01 AE和CRF07_BC。(2)在全國HIV毒株的ML進化樹中，有3個北京MSM簇（系統(tǒng)發(fā)育樹中分支

3、節(jié)點SH值≥90％，序列數量≥40條定義為簇;如果簇中北京MSM人群的序列數最多則定義為北京MSM簇），即B-1簇、01_AE-1簇、01_AE-2簇，MSM人群序列所占的比例分別為72％、64％和41％。在01_AE-1簇內有一個本地簇(01_AE-1-2)，其中北京MSM所占的比例(63％)顯著高于01_AE-2簇(P=0.002，x2=9.2972)。(3) B-1簇毒株是經過至少3次傳入事件進入北京MSM人群的，傳入時間是199

4、1年3月（1984年7月～1997年2月）、1994年1月（1990年5月～1999年3月）和1994年12月（1989年5月～1998年4月）。CRF01_AE毒株進入北京MSM人群是經過兩次傳入事件，發(fā)生時間01_AE-1簇為2000年11月（1999年6月～2002年2月）、01_AE-2簇為2000年6月(1999年4月～2001年6月);值得注意的是在2003年5月（2002年9月～2004年1月）01_AE-1簇內形成一個穩(wěn)

5、定的本地簇01_AE-1-2簇。(4)01_AE-1簇突變速率高于其他兩簇，流行特征重塑分析顯示，01_AE-1簇增長持續(xù)至2008年，01_AE-1-2簇增長持續(xù)至2007年，01_AE-2簇從2003年開始增長持續(xù)至2006年。3簇R值(effective reproductive number)在2008年左右后小于1，但是刪除01_AE-1-2簇中異性性傳播人群序列后R值在2010年出現(xiàn)回升。
　　結論:北京MSM人群中存

6、在多種HIV亞型毒株流行，雖然B亞型毒株傳入時間最早，但近年來傳播趨勢趨于平穩(wěn);CRF01_AE毒株傳入時間雖然較晚，但增長迅速，對HIV在北京地區(qū)的流行具有明顯的推動作用。因此對CRF01_AE毒株的防控，對MSM人群采取行之有效的干預措施將有助于減少該地區(qū)HIV的流行。
　　第二部分 河北省不同高危人群中HIV流行毒株的關系分析
　　在本研究中我們利用從河北不同高危人群中獲得的106份HIV-1陽性血漿標本，逆轉錄PCR

7、擴增獲得96份標本的gag、pol全長基因片段并測序，使用phyml3.0等軟件分析病毒在不同人群中的特征以及系統(tǒng)發(fā)生關系，以期了解不同高危人群之間傳播關系。
　　結果:(1)對亞型分析結果顯示B亞型為河北最主要的流行毒株(52.08％)，之后依次是CRF01_AE(34.4％)、CRF07_BC(6.3％)、C亞型(4.2％)、CRF02_AG(1.0％)、CRF08_ BC(1.0％)以及URF(1.0％)。異性性傳播包含所有

8、發(fā)現(xiàn)的亞型，不同人群中亞型分布差異具有統(tǒng)計學意義（Fisher精確檢驗p＜0.001）。(2)進化關系分析顯示河北HIV-1毒株可以分為6簇，分別為:2個B亞型簇，2個CRF01_ AE簇，1個CRF07_BC簇和1個C亞型簇，說明河北的HIV-1流行是多次輸入導致。河北異性性傳播人群分散在各個高危人群之中，自身不獨立成簇;各高危人群在進化樹中與國內其他地區(qū)相同感染途徑人群聯(lián)系緊密。
　　結論:河北發(fā)現(xiàn)多種HIV基因型毒株，HIV

9、的流行呈多樣性。異性性傳播與其他高危人群聯(lián)系緊密，HIV從高危人群向普通人群擴散。河北HIV毒株的遺傳特征將有助于了解我國的HIV分布及進化特點，同時為我國HIV疫苗設計提供序列信息。
　　第三部分 深圳市性傳播人群中HIV-1流行毒株的多樣性研究
　　本研究在2013年采集深圳市HIV-1陽性血漿標本250份，逆轉錄PCR擴增測序獲得198份標本的gag/pol全長基因序列，利用gag與pol全長基因使用最大似然法構建系統(tǒng)

10、發(fā)育樹分析毒株進化特征;使用RIP、genotyping tool、jpHMM-HIV等工具分析URF毒株基因結構。
　　結果:(1)本次研究的深圳HIV感染者以男性為主(87.37％)，平均年齡33歲，以異性性傳播人群、MSM人群為主。與異性性傳播人群相比，MSM人群的平均年齡低（32.5歲）、未婚比例高(81.58％)、學歷層次高。(2)亞型分析結果顯示CRF01_AE與CRF07_BC占總體的69.7％，其次是由深圳起源的C

11、RF55_01B26例(13.13％)，其他亞型毒株包括B亞型、D亞型、CRF08_ BC、CRF59_01B以及在性傳播途徑中發(fā)現(xiàn)的13例URF(6.57％)，13例URF毒株有9例是由CRF01_ AE、B亞型、C亞型重組而成。異性性傳播人群中包含所有流行亞型以及5例URF。(3)進化關系分析顯示，深圳MSM人群中CRF01_ AE、B亞型毒株系由北京地區(qū)傳入，而后形成人群內部流行。CRF07_BC毒株中深圳本地MSM人群和本地異性

12、性傳播人群關系緊密，不能證明深圳MSM人群與北京MSM人群有直接聯(lián)系;深圳異性性傳播人群與北京地區(qū)MSM人群聯(lián)系緊密。CRF55_01B中MSM人群與異性性傳播人群聯(lián)系緊密，該毒株已經在深圳異性性傳播中流行。在CRF01_ AE、CRF08_ BC中各有一簇由異性性傳播人群組成，比較這兩簇中異性性傳播人群與MSM人群為主的傳播簇中異性性傳播人群的學歷，發(fā)現(xiàn)MSM人群為主的傳播簇中異性性傳播人群普遍年輕、學歷較高、未婚。
　　結論:

13、深圳HIV-1毒株基因型具有豐富的多樣性，包含中國所有主要流行毒株以及深圳起源的CRF55_01B。性傳播人群中豐富的HIV-1基因型使得深圳出現(xiàn)較高比例URF毒株，基因結構相似的兩例URF出現(xiàn)提示該毒株可能已經發(fā)生傳播，對于新型重組毒株的發(fā)生和流行應該予以高度警惕。MSM人群中HIV-1毒株已經向異性性傳播人群擴散，CRF07_ BC毒株、CRF55_01B毒株中MSM人群與異性性傳播人群聯(lián)系緊密，深圳性傳播人群HIV-1防控形勢極為

14、嚴峻。異性傳播簇中異性傳播人群與MSM簇中的異性性傳播人群可能屬于不同的社會階層，這個群體可能主要為文化水平低、經濟收入低、主要從事體力勞動、活動范圍有限的人群，很可能通過低端異性性服務感染。
　　第四部分 構建深圳流行HIV-1毒株的全長基因克隆
　　我們從3例深圳HIV感染者/AIDS病人的血液樣本中提取純化基因組DNA，擴增獲得HIV-1兩個半分子序列，然后分別進行T載體連接構建質粒，再使用xhoI和AarI限制性內切

15、酶對兩個半分子質粒進行酶切，獲得兩個目的條帶后利用T4連接酶連接，最后轉化包裝成為全長質粒。將對全長質粒轉染293T細胞，ELISA法測定培養(yǎng)上清液中的HIV-1 P24抗原，監(jiān)測病毒復制。
　　結果:(1)成功構建3個全長克隆(S79745bp、S139720 bp、S159709 bp)，S7基因型為CRF55_01B，S13是URF毒株由CRF01_ AE和B亞型重組而成，S15也是URF毒株由CRF01AE、B亞型和C亞型

16、重組而成。(2) S7、S13、S15都是以CRF01_ AE為骨架在2953位至3340位插入B亞型片段，雖然在3732位也都插入B亞型片段，但是S7插入的長度要大于S13和15，而S13和S15插入的B片段長度一致。同時S15在1177位至2005位、4345位至4792位插入C亞型片段。(3)對S13和S15的基因片段來源進行分析，S13、S15中B亞型片段全部來自于CRF55_01B，S15中C亞型片段來自于CRF07_ BC，

17、而骨架CRF01_ AE可能是由CRF55_01B重組而來。(4)經多次轉染均未獲得具有感染性的包裝病毒。
　　結論:獲得3株深圳HIV-1毒株的全基因組克隆，由CRF01_AE與B亞型及CRF01_ AE、B亞型、C亞型片段重組產生的URF毒株中B亞型片段可能來自CRF55_01B毒株，C亞型片段可能來自于CRF07_ BC毒株，而CRF01_ AE片段也有可能來自于CRF55_01B毒株。全長克隆方法的構建為進一步構建感染性克