HIV-1耐藥與宿主遺傳因素的相關(guān)性研究
發(fā)布時(shí)間:2018-04-19 07:24
本文選題:人類(lèi)免疫缺陷病毒 + 亞型; 參考:《中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2014年博士論文
【摘要】:人類(lèi)免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus, HIV)是獲得性免疫缺陷綜合征(acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS)的病原體,能夠引起以全身免疫系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞為特征的傳染性疾病,近30年來(lái)在全球肆虐流行,給人類(lèi)的生命安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步造成了十分嚴(yán)重的危害,已經(jīng)引起了各國(guó)政府和社會(huì)的普遍關(guān)注[1]。高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法(highlyactiveantiretroviraltherapy,HAART)能夠有效地抑制HIV-1感染者體內(nèi)病毒的復(fù)制,延長(zhǎng)壽命并提高生活質(zhì)量。然而HIV-1耐藥的出現(xiàn)極大地削弱了HAART的療效,并已成為抗病毒治療失敗的主要原因。HIV-1耐藥的產(chǎn)生是宿主、病毒和抗病毒藥物共同作用的結(jié)果。我國(guó)自2004年開(kāi)展HIV耐藥研究以來(lái),研究工作主要圍繞耐藥毒株發(fā)生和進(jìn)化規(guī)律、耐藥毒株檢測(cè)方法等展開(kāi),尚未有我國(guó)人群遺傳因素與HIV-1耐藥關(guān)系的研究。本課題首先對(duì)我國(guó)部分地區(qū)接受抗病毒治療的艾滋病患者中HIV-1耐藥毒株流行的狀況進(jìn)行了橫斷面研究,然后分析了我國(guó)流行的主要HIV-1毒株耐藥突變位點(diǎn)亞型間的分布差異,在掌握耐藥毒株流行狀況的基礎(chǔ)上,對(duì)我國(guó)HIV- 1感染人群體內(nèi)參與抗病毒藥物吸收、分布、代謝及排泄(absorption,distribution,metabolism and excretion,ADME)的一系列酶和蛋白編碼基因的多態(tài)性情況及其與HIV-1耐藥發(fā)生的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究,旨在為臨床制定延緩病毒耐藥產(chǎn)生的方法和策略、實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療、確保抗病毒治療效果及為實(shí)現(xiàn)我國(guó)有限的抗HIV藥物資源的長(zhǎng)期、可持續(xù)應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。 第一部分:我國(guó)部分地區(qū)HIV-1感染者耐藥現(xiàn)狀研究 為了解和掌握我國(guó)接受抗病毒治療的艾滋病患者中HIV-1耐藥毒株的流行狀況,采用基于擴(kuò)增測(cè)序的經(jīng)典HIV-1基因型耐藥檢測(cè)方法,對(duì)河北省、山西省及北京協(xié)和醫(yī)院收治的共322例艾滋病患者進(jìn)行了基因型耐藥檢測(cè),分析了人群耐藥情況及與耐藥發(fā)生相關(guān)的因素。主要結(jié)果如下: 1.322例艾滋病患者的耐藥率為46.5%,河北、山西及北京協(xié)和醫(yī)院患者的耐藥率分別為50.0%、56.5%和14.7%,地區(qū)差異顯著(Fisher’sexacttest,p0.05)。 2.不同地區(qū)樣本耐藥突變位點(diǎn)的分布無(wú)顯著性差異,常見(jiàn)耐藥突變位點(diǎn)均為M41L、D67N、K70R、K101E、K103N、Y181C、M184V、G190A、T215F及T215Y,其中K103N、Y181C和M184V分布頻率最高,分別為17.5%、12.9%和29.0%。 3.抗病毒藥物耐藥率依次為NVP46.2%、3TC32.8%、EFV30.1%、d4T20.7%、AZT12.2%、TDF5.9%,存在嚴(yán)重的交叉耐藥導(dǎo)致對(duì)一些未曾使用過(guò)的藥物耐藥,如ABC、RPV和ETR耐藥率分別達(dá)到33.2%、24.4%、22.6%。 4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示HIV-1的感染途徑對(duì)耐藥程度具有顯著影響(性傳播:敏感55.4%、潛在耐藥5.0%、低度耐藥2.5%、中度耐藥1.7%、高度耐藥35.5%;血液傳播:敏感38.3%、潛在耐藥5.0%、高度耐藥56.7%,Kruskal-Wallistest,p0.05);性別(男:D67N4.6%、Y181C9.3%、M184V23.2%、G190A7.3%,女:D67N1.7%、Y181C23.3%、M184V41.7%、G190A11.7%)和感染途徑(性傳播:M41L1.7%、K103N14.9%、Y181C8.3%、T215F/Y4.2%,血液傳播:M41L13.3%、K103N25.0%、Y181C20.0%、T215F/Y15.0%)對(duì)耐藥突變類(lèi)型的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Multinomial Logistic Regression, p0.05)。 第二部分:我國(guó)流行HIV-1毒株不同亞型間耐藥突變位點(diǎn)的差異分析 HIV-1具有高度的變異性,可分為M、N、O及P4個(gè)群,其中M群包含9個(gè)亞型、55個(gè)流行重組型(circulating recombinant form, CRF)以及難以計(jì)數(shù)的獨(dú)特重組型(uniquerecombinantform,URF),各個(gè)變異毒株的基礎(chǔ)基因序列不同,在藥物壓力下耐藥選擇和發(fā)生的路徑及難易程度也各不相同。目前幾乎所有抗病毒藥物的耐藥數(shù)據(jù)都是基于B亞型而獲得的,而我國(guó)流行的主要HIV-1毒株是CRF01_AE、CRF07_BC、CRF08_BC和B亞型。為了解我國(guó)HIV-1主要流行毒株耐藥突變位點(diǎn)的分布差異,為優(yōu)化臨床治療方案、提高抗病毒治療效果提供指導(dǎo),我們以5442條HIV-1pol區(qū)基因序列(按照來(lái)源分,本實(shí)驗(yàn)室積累1483條、云南省艾滋病關(guān)愛(ài)中心提供335條、自HIV sequence database下載3624條;按照亞型分,CRF01_AE序列1696條、CRF07_BC序列502條、CRF08_BC序列924條和B亞型序列1984條)作為研究對(duì)象,分析了HIV-1不同亞型間pol區(qū)基因耐藥突變位點(diǎn)的氨基酸分布差異及其原因。主要結(jié)果如下: 1.不同亞型病毒間逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)區(qū)19個(gè)耐藥突變位點(diǎn)的氨基酸分布存在顯著差異(chi-square test, p0.05),發(fā)生頻率占前5位的突變分別是:B亞型毒株,103、215、181、184、190;CRF01_AE,238、184、190、181、103;CRF08_BC,184、103、69、181、101/190。蛋白酶(PR)區(qū)17個(gè)耐藥突變位點(diǎn)的氨基酸分布存在顯著差異,發(fā)生頻率占前5位的突變分別是:B亞型毒株,89、63、77、93、35;CRF01_AE,89、36、35、93、63; CRF07_BC,63、89、93、35、77;CRF08_BC,93、36、63、89、82。 2. B亞型、CRF01_AE和CRF08_BC毒株逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)區(qū)5個(gè)耐藥突變位點(diǎn)(69、138、181、215和238)的氨基酸由野生型轉(zhuǎn)變?yōu)槟退幮退韬塑账嵬蛔兊姆N類(lèi)和數(shù)量即基因屏障存在顯著差異(Kruskal-Wallistest,p0.05),提示亞型對(duì)耐藥突變的產(chǎn)生具有一定的影響。 3.大部分耐藥突變位點(diǎn)是在各亞型序列多態(tài)性位點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)生的,多態(tài)性位點(diǎn)在抗病毒藥物的選擇下易發(fā)生耐藥突變。 4.不同亞型病毒中分布頻率最高的耐藥突變位點(diǎn)(20%)均為K103、Y181和M184,偏嗜耐藥突變位點(diǎn)(10%)基本一致,且B亞型毒株中的耐藥突變均存在于其他非B亞型毒株中。 5.目前人群水平上HIV-1不同亞型病毒的治療方案及耐藥突變位點(diǎn)的偏嗜情況基本一致,因此推斷針對(duì)B亞型設(shè)計(jì)的抗病毒藥物及治療方案同樣適用于包括CRF01_AE、CRF07_BC及CRF08_BC等在內(nèi)的其他非B亞型病毒。 第三部分:宿主基因多態(tài)性與HIV-1耐藥的相關(guān)性研究 HIV-1耐藥是病毒、宿主和抗病毒藥物共同作用的結(jié)果。宿主參與抗HIV藥物吸收、分布、代謝及排泄的一系列酶或蛋白編碼基因上的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(singlenucleotidepolymorphismsite,SNPs),能夠影響抗HIV藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和/或藥效學(xué),進(jìn)而影響血漿藥物濃度及藥物選擇壓力,導(dǎo)致不能形成和/或維持對(duì)病毒的有效抑制,從而出現(xiàn)耐藥。分析并闡明宿主基因多態(tài)性與HIV-1耐藥的關(guān)系,可以為臨床上延緩HIV-1耐藥的發(fā)生、優(yōu)化抗病毒治療方案乃至個(gè)體化治療提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。目前,國(guó)外相關(guān)研究大多集中或者局限于藥物藥代動(dòng)力學(xué)和/或藥效學(xué)的改變,且多為單一基因或針對(duì)單一藥物的研究,,未見(jiàn)宿主基因多態(tài)性與HIV-1耐藥相關(guān)性的研究報(bào)道。在本研究中,首先采用PCR擴(kuò)增和測(cè)序的方法檢測(cè)了與常用抗病毒藥物代謝密切相關(guān)的CYP(2B6、2C9及3A4)基因的SNPs在129例艾滋病患者體內(nèi)的存在、分布情況,并對(duì)其與HIV-1耐藥的關(guān)系進(jìn)行了分析;其次建立了檢測(cè)人體47個(gè)參與抗HIV藥物吸收、分布、代謝及排泄的一系列酶或蛋白編碼基因上SNPs的MassARRAY方法,然后檢測(cè)了這些SNPs在810例具有良好服藥依從性的艾滋病患者(北京協(xié)和醫(yī)院475例、云南省艾滋病關(guān)愛(ài)中心335例)中的分布情況,并測(cè)定了153例艾滋病患者NVP的血漿藥物濃度,結(jié)合臨床資料,對(duì)這些SNPs與HIV-1耐藥發(fā)生的相關(guān)性進(jìn)行了深入分析。主要研究結(jié)果如下: 1.成功構(gòu)建了CYP(2B6、2C9及3A4)基因外顯子區(qū)域及外顯子-內(nèi)含子結(jié)合部SNPs的檢測(cè)方法,共檢測(cè)SNPs70個(gè),其中分布頻率5%的SNPs17個(gè),大部分位點(diǎn)為NCBISNPdb或Hapmap所收錄且分布于內(nèi)含子區(qū)域,CYP2C9g.10417和CYP3A4g.20446為新鑒定多態(tài)性位點(diǎn)。 2.通過(guò)文獻(xiàn)閱讀、資料分析,結(jié)合我國(guó)使用的抗HIV藥物,確定了47個(gè)人體參與抗HIV藥物吸收、分布、代謝及排泄的酶或蛋白編碼基因上的SNPs,主要集中在細(xì)胞色素P450基因和ABC家族基因上。 3.設(shè)計(jì)了141條引物(47對(duì)擴(kuò)增引物,47條延伸引物),建立并優(yōu)化了檢測(cè)47個(gè)SNPs等位基因堿基類(lèi)型的MassARRAY方法,完成了810例接受抗病毒治療的艾滋病患者標(biāo)本(敏感標(biāo)本600份vs.耐藥標(biāo)本210份)的檢測(cè),首次獲得了47個(gè)SNPs在我國(guó)HIV-1感染/艾滋病人群中分布的數(shù)據(jù),rs3892097(0.012vs.0.106)、rs12248560(0.012vs.0.152)、rs2740574(0.002vs.0.202)及rs7439366(0.004vs.0.126)等4個(gè)位點(diǎn)的等位基因分布與國(guó)外研究結(jié)果存在較大差異。 4.單因素分析顯示rs8192726、rs3745274、rs2279343、rs4646437、rs776746、rs17222723、rs899494、rs2274407、rs2231142、rs2231137及rs9264942等11個(gè)SNPs在抗病毒治療敏感-耐藥人群間的等位基因分布存在顯著差異(Fisher’sexacttest,p0.05);多因素分析顯示rs2779343、rs776746、rs9264942及基線(xiàn)病毒載量等因素與HIV-1耐藥的產(chǎn)生存在顯著相關(guān)性(BinaryLogisticanalysis,p0.05),其中rs2779343AG/GG、rs776746GG、rs9264942TT及基線(xiàn)高病毒載量為耐藥發(fā)生的危險(xiǎn)因素,OR分別為3.536/4.283、2.141、1.316和3.038,值得深入研究。 5.完成153份標(biāo)本的血漿藥物濃度的檢測(cè),并分析了血漿藥物濃度與HIV-1耐藥的關(guān)系。 第四部分:宿主BST-2基因與HIV-1Vpu基因多態(tài)性的相關(guān)性研究宿主BST-2基因編碼的黏合素蛋白是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種抗病毒蛋白,是人體細(xì)胞內(nèi)天然免疫機(jī)制的重要組成部分,能夠有效地抑制體內(nèi)HIV-1Vpu缺陷病毒的復(fù)制。Vpu蛋白是HIV-1克服黏合素抗病毒作用的關(guān)鍵蛋白,能夠有效對(duì)抗黏合素蛋白的抗病毒作用,保證HIV-1復(fù)制的正常進(jìn)行。闡明BST-2基因多態(tài)性并分析其與HIV-1Vpu基因多態(tài)性間的關(guān)系,有助于深入理解HIV-1的致病機(jī)制。 主要研究結(jié)果如下: 1.建立了宿主BST-2基因多態(tài)性的檢測(cè)方法,檢測(cè)到13個(gè)高頻SNPs,其中9個(gè)為NCBI SNPdb或Hapmap所收錄,4個(gè)為新鑒定位點(diǎn),并對(duì)這些SNPs的分布及連鎖情況進(jìn)行了分析。 2.建立了檢測(cè)上述13個(gè)SNPs等位基因的MassARRAY方法,并完成810例樣本的檢測(cè)。 3.建立了HIV-1Vpu基因的擴(kuò)增方法,成功獲得413條序列,分析顯示不同亞型間Vpu基因氨基酸分布存在較大差異,且60%以上位點(diǎn)為多態(tài)性位點(diǎn)。 4. BST-2基因多態(tài)性對(duì)HIV-1Vpu基因的多態(tài)性情況具有顯著影響(Fisher’sexacttest,p0.05);HIV-1Vpu基因多態(tài)性與病毒載量顯著相關(guān)(spearman’srho test, p0.05),與Vpu蛋白促進(jìn)病毒顆粒釋放的功能相吻合。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類(lèi)號(hào)】:R512.91
【參考文獻(xiàn)】
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1 陳冬;吳登俊;;單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)方法的研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通報(bào);2008年02期
2 王璐;秦倩倩;丁正偉;李培龍;黑發(fā)欣;王麗艷;陳方方;;2010年中國(guó)艾滋病疫情網(wǎng)絡(luò)直報(bào)現(xiàn)狀與分析[J];中國(guó)艾滋病性病;2011年03期
本文編號(hào):1772136
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