论文部分内容阅读
人乙型肝炎病毒(HepatitisBvirus,HBV)属于噬肝DNA病毒科(Hepadnavirius)。该科包括两个具有宿主特异性的属:来源于哺乳类的正噬肝DNA病毒属(Orthohepadnavirus)和来源于禽类的禽噬肝DNA病毒属(Avihepadnavirus)。病毒重组是噬肝DNA病毒多样化的一种重要来源,可能影响病毒的致病性和传播能力,引起临床治疗和预后的改变。本论文利用生物信息学方法研究噬肝DNA病毒基因组序列中各种可能的重组体。论文包括两个部分:“人乙型肝炎病毒基因型间重组体研究”和“不同宿主来源的噬肝DNA病毒间重组体研究”。
论文的第一部分利用目前能从GenBank上获得的全部837例HBV全基因组序列,研究人HBV各种基因型之间的重组体。鉴于按照目前文献报道的方法很难从大量数据中筛选出全部的重组体,为此建立了可从大量数据中筛选疑似重组体的分片段分型法(fragment-typing),首先利用BLASTN和PHILIP软件包将全部837例人HBV基因组分成A到H八种基因型,并用各基因型所包含的全部基因组创建各种基因型的一致性序列(consensussequence),且每条一致性序列都被切割成13约250bp的片断。而后用所有837条HBV全序列分别对该数据库做blastn相似性搜索,按照最大序列相似性原则,分析每条HBV全序列相应位置上的每个250bp片段最可能的基因型(用代表基因型的大写字母A到H表示)。每个HBV基因组序列都可以得到一个由13个字母组成的按顺序排列的基因型组合,本研究将其称作片段基因型(fragment-type)。837例人基因组序列中,除633例属于纯合片段基因型外,仅有204例属于杂合片段基因型,暗示是疑似重组体(potentialrecombinants),疑似重组体的片段基因型则进一步通过系统发育分析进行校正。利用SimPlot软件分析出这些疑似重组体的精确重组位点,并按照重组位点将这些疑似镶嵌片段(potentialmosaicfragment)从基因组上切割下来。根据这些疑似镶嵌片段的系统发育树图来鉴定每一个疑似镶嵌片段的基因型,保证疑似镶嵌片段与相应基因型所有参考序列片段构成独立支系的支持率(bootstrapvalue)都在75%以上,并与其基因组的基因型进行比较,从而判断一个疑似重组体的真伪。最后,171例人HBV基因组序列被鉴定为基因型之间的重组体。根据片段基因型的不同,将171例重组体分成25种重组型,其中四种为本论文新发现的重组型。在其它报道过的重组型中,本论文也发现许多新的重组体。本研究首次分析出全部HBV基因型间的重组体,并按照片段基因型首次对所有重组体进行分类,列出各重组型的详细信息,这有利于进一步发现人HBV重组的热点区域、了解各种重组型的地理分布、揭示不同基因型的重组倾向、探讨重组机理。结果显示,87%的人HBV基因型间重组体都是B/C(120例)或A/D(29例)杂交体,其它类型还包括A/B/C、A/C、A/E、A/G、C/D、C/F、C/G、C/U(U代表一种未知基因型)和B/C/U杂交体。A和C基因型比其它基因型更具有重组倾向性,且一种基因型片段倾向于在特定位置与其它基因型的基因组进行重组。基因型间重组的热点区域主要集中在四个区段:DR1附近区段(nt1640to1900)、前S1/S2区段(nt3150to100)、C基因3端(nt650to830)和S基因3端(nt2330to2450)。研究结果支持关于基因型间重组体来源于不同基因型病毒间的共感染这一假说。
论文的第二部分在第一部分所建立的分片段分型法的基础上,进一步分析了其它不同宿主来源的噬肝DNA病毒间的重组体,包括112例动物噬肝DNA病毒(分成27个基因型)和837例人HBV基因组全序列(8个基因型)都用于本部分的研究。首先将噬肝DNA病毒的全部35个基因型包括949条基因组序列都切割成26条250bp长度的片段(片段之间重叠125bp),而后用这些片段对35条全长的基因型一致性序列做blastn搜索,并根据结果将所有片段按照最大相似性分成35基因型。如果一个片段的基因型与其基因组的基因型不同,就被视为疑似镶嵌片段。结果显示,在排除人HBV基因型之间的疑似重组片段后,只剩下46个基因组中所包含的180条疑似镶嵌片段需要做进一步分析,最后从这46条基因组序列中鉴定出四种不同基因型噬肝DNA病毒间的重组型,均涉及到不同物种(cross-species)来源的噬肝DNA病毒间的重组,其中两种是本研究首次报道:一种是灵长目长臂猿科不同属的动物噬肝DNA病毒之间的重组;另一种是雁鸭科不同亚科的禽噬肝DNA病毒之间的重组,这是首次在禽噬肝DNA病毒属中发现宿主跨物种的噬肝DNA病毒间的重组。第三、第四种重组型为人与灵长目其它动物噬肝DNA病毒间的重组:或是人HBV基因组序列中了插入长臂猿科动物噬肝DNA病毒序列,或是黑猩猩噬肝DNA病毒基因组序列中含有人HBV片段。没有发现哺乳类与禽类噬肝DNA病毒间的重组。不同物种来源的噬肝DNA病毒间的重组可能引起HBV基因组更大的变异,从而导致病毒生物学特性的变化、病毒毒力的提高和宿主范围的扩大,为乙型肝炎的研究和治疗提供更大的挑战。