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应用下一代测序技术优化HIV-1分子传播网络CRF01_AE毒株的基因距离阈值

胡莉娟

应用下一代测序技术优化HIV-1分子传播网络CRF01_AE毒株的基因距离阈值

胡莉娟1
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作者信息

  • 1. 中国医科大学
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摘要

目的: 人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染人体后引起的艾滋病是严重威胁人类健康重大传染病,控制其传播是疫情防控的主要工作之一,而基于病毒基因相似性的HIV分子传播网络可以重建HIV传播历史,实时监测网络扩展,并评估个体的HIV传播风险,以实现精准的干预和控制。构建分子传播网络最重要的参数之一是遗传距离(Genetic distance,GD)的阈值,它依据不同感染者携带病毒的相似程度推断潜在的传播关系,并可区分快速扩张的传播簇,辅助精准干预。由于不同HIV亚型的病毒进化速率不同,已有的B亚型的分子传播网络参数不适用于非B亚型。下一代测序相比于Sanger测序更能准确地反映感染者体内的病毒准种分布情况,因此,本研究拟应用下一代测序技术优化构建我国常见的CRF01_AE亚型HIV分子传播网络的GD阈值范围,为科学构建HIV分子传播网络,指导精准干预提供实验依据。 方法: 从2009-2014年男男同性性行为者的HIV感染者队列中,选择有流行病学联系的12组传播对的59份样本中,获得了基线点CRF01_AE pol区序列(HXB2:2253-3300base pairs,bp)的Sanger测序结果和各个采样点CRF01_AE pol区(HXB2:2868-3320bp)的下一代测序数据。采用Mega7.0.14Tamura-Nei93模型计算任意两条序列之间的GD。收集2016-2019年沈阳市新报告HIV感染者2019条CRF01_AEpol区(HXB2:2253-3300bp)序列及新近感染(Recent HIV infection,RHI)信息。应用不同GD阈值构建CRF01_AE分子传播网络。 结果: 1.本研究共纳入12例传播对,23例患者(R2D3既是受者,也是供者),其中17例急性期感染者,6例慢性期感染者,共59个采样点。其中4个(6.8%)采样点在传播事件发生前1年内,22个(37.3%)采样点在传播事件发生后1年内,21个(35.6%)采样点在1-2年内,9个(15.3%)采样点2-3年内,3个(5.1%)采样点在3-4年内。 2.传播对59个采样点下一代测序结果质量通过Fast QC(version0.11.7)软件评估为Per base sequence quality的平均值为83%(范围:73%-92%),Per sequence quality scores的平均值为84%(范围:78%-89%)。每个样本平均有4个准种(范围:1-23个),每个序列平均读取数为49969reads(范围:118-411775reads)。 3.传播事件发生后的1-4年内,来自同一传播对的供、受者的任意病毒序列间的平均GD分别为0.008(95%CI:0.007-0.009)、0.011(95%CI:0.010-0.011)、0.013(95%CI:0.012-0.014)和0.023(95%CI:0.022-0.023)substitutions/site(subs/site)。 4.当GD在≤0.013subs/site时,反映真实传播关系的GD值占比在88%以上,是可以接受的,当GD=0.023subs/site时反映真实传播关系的GD值占比在40.4%,是不能接受的。 5.采用不同的GD阈值构建2016-2019沈阳市CRF01AE分子传播网络时,网络内RHI的占比随着GD阈值的增加(0.001-0.021subs/site)而逐渐增加(16.6%-92.3%),而与RHI连接的占比则逐渐下降(87.0%-48.2%)。两条曲线相交于0.008subs/site。 结论: 本研究获得了构建CRF01_AE分子传播网络的GD阈值范围(0.008-0.013subs/site),可用于识别发生在3年内的具有潜在传播关系的个体。本研究为选择合适的GD阈值构建CRF01_AE亚型分子传播网络提供了重要数据支持,对优化其他非B亚型毒株的GD阈值提供了借鉴。

关键词

艾滋病/人类免疫缺陷病毒/分子传播网络/遗传距离/下一代测序

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授予学位

硕士

学科专业

临床检验诊断学

导师

韩晓旭

学位年度

2023

学位授予单位

中国医科大学

语种

中文

中图分类号

R5
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