發(fā)布時(shí)間：2018-04-07 16:10

  本文選題：高通量測(cè)序　切入點(diǎn)：分子進(jìn)化　出處：《中國(guó)疾病預(yù)防控制中心》2017年博士論文

【摘要】：高通量測(cè)序技術(shù)的飛速發(fā)展使其在病毒學(xué)研究領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。無(wú)論是突發(fā)疫情的應(yīng)急處理、新病毒的發(fā)現(xiàn),還是較大規(guī)模的分子流行病調(diào)查,高通量測(cè)序技術(shù)都比一代測(cè)序技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢(shì)。SFTS病毒(SFTSvirus,SFTSV)是2009年在中國(guó)新發(fā)現(xiàn)的一種布尼亞科白蛉病毒屬的蜱傳病毒,為新發(fā)傳染病發(fā)熱伴血小板減少綜合征(Severe fever with thrombocytopenia syndrome,SFTS)致病病因,現(xiàn)在在中國(guó)至少20個(gè)省流行。從2012年開(kāi)始在日本和韓國(guó)也有多例SFTS病例的報(bào)道。在SFTSV被發(fā)現(xiàn)之后,以美國(guó)Heartland病毒為代表的多種與SFTSV親緣關(guān)系較近的白蛉病毒被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。SFTSV作為在白蛉病毒屬中新出現(xiàn)的這一組病毒的代表,其分子進(jìn)化機(jī)制研究十分必要。本文第一部分采用高通量測(cè)序完成了 72份SFTSV樣本(包括42份血清樣本、30份細(xì)胞培養(yǎng)毒株樣本)的全基因組測(cè)序,平均測(cè)序深度達(dá)10000×以上。我們對(duì)本研究新獲得序列和ViPR數(shù)據(jù)庫(kù)中所有SFTSV全長(zhǎng)基因組序列的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了生物信息學(xué)分析。首先我們明確劃分了 SFTSV的6個(gè)基因型,結(jié)合其地理分布,發(fā)現(xiàn)了病死率高的日本、韓國(guó)和中國(guó)浙江的絕對(duì)主導(dǎo)流行基因型的是F型,大別山區(qū)周圍的河南、湖北、安徽三省是A型SFTSV流行的主要區(qū)域,而山東、遼寧是B型的主要流行區(qū)域,處于上述三個(gè)地域中間的江蘇、安徽兩省流行的基因型別最豐富。大量的SFTSV重配和重組毒株在本研究中被發(fā)現(xiàn),其中重配毒株23株,占所分析數(shù)據(jù)集的7.7%,重組事件37個(gè),是在負(fù)鏈分節(jié)段RNA病毒中首次報(bào)道這樣高重組頻率的病毒(L片段5.1%、M片段3.6%、S片段0.8%)。本文也首次報(bào)道了宿主為動(dòng)物的SFTSV重組株和重配株。本文確定了 SFTSV的總體進(jìn)化選擇壓力來(lái)自陰性選擇,并找出了 SFTSV基因組中的52個(gè)陽(yáng)性選擇位點(diǎn)。我們同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了多個(gè)SFTSV基因型特異的突變位點(diǎn),并提出F型GP蛋白的兩個(gè)特異性突變T501S和P662S是很有可能造成F型高致病性的突變位點(diǎn)。我們也發(fā)現(xiàn)了大量的共突變位點(diǎn),并在系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)中找出了對(duì)應(yīng)的分支。最后,我們使用BEAST軟件對(duì)SFTSV進(jìn)行時(shí)空溯源分析,發(fā)現(xiàn)SFTSV起源于18世紀(jì)初期,最有可能的起源地是浙江省(約50%可能性),F型是最原始的基因型。綜合上述分析,我們對(duì)SFTSV的基因型地理分布、進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力和進(jìn)化起源有了全面的了解,為SFTSV的預(yù)防控制提供了分子進(jìn)化基礎(chǔ),也為研究其他新發(fā)現(xiàn)的蜱傳白蛉病毒提供了可參考的數(shù)據(jù)和思路。寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)是一種黃病毒科黃病毒屬的蚊媒病毒。通過(guò)病毒垂直傳播感染胎兒,可引發(fā)小頭畸形等出生缺陷。2015年以來(lái),寨卡病毒在南美巴西暴發(fā),WHO將寨卡病毒病的暴發(fā)作為“國(guó)際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件”。目前已累計(jì)有70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有疫情報(bào)道。2016年2月,中國(guó)首次報(bào)道了寨卡輸入病例。截止目前,我國(guó)已確診寨卡病毒感染患者24例。在本文第二部分中,我們從2016年2月一例中國(guó)的輸入性寨卡病例中,分離并鑒定了一株寨卡病毒,結(jié)合高通量測(cè)序和RACE技術(shù),完成了病毒全基因組測(cè)序,獲得一株寨卡病毒ZKC2/2016株的完整全長(zhǎng)序列。ZKC2/2016株全長(zhǎng)10807bp,屬于亞洲型,RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)顯示它的3'非編碼區(qū)(UTR)有多個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)。E蛋白和NS5蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,中國(guó)現(xiàn)有的9株ZIKV在亞洲型的進(jìn)化分枝中形成了三個(gè)小的簇(cluster)。結(jié)合病毒分子進(jìn)化分析和流行病學(xué)分析,結(jié)果顯示中國(guó)這三個(gè)ZIKV簇之間,流行病學(xué)傳播路徑和特有突變位點(diǎn)都有顯著差異。進(jìn)而確定了目前中國(guó)寨卡病毒的兩個(gè)不同傳播來(lái)源,即2013年的南太平洋群島寨卡病流行和2014-2015年在南美洲和中美洲的流行。另外,為研究存在爭(zhēng)議的ZIKV全長(zhǎng)基因組長(zhǎng)度問(wèn)題,本文使用多序列比對(duì)和RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等方法,比較了 GenBank中聲稱是全長(zhǎng)基因組的所有ZIKV毒株,發(fā)現(xiàn)了不同長(zhǎng)度的ZIKV基因組主要差別在于5'和'3的UTR區(qū)長(zhǎng)度,少于10790bp的基因組都極有可能不是完整的基因組,因?yàn)樗鼈內(nèi)鄙倭嗽邳S病毒科保守存在的在RNA復(fù)制過(guò)程中有重要功能的5'和3'UTR區(qū)的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)。綜上所述,本研究成功應(yīng)用高通量測(cè)序技術(shù)獲得病毒基因組序列,結(jié)合分子進(jìn)化分析方法,對(duì)SFTSV和ZIKV的基因組特點(diǎn)、系統(tǒng)發(fā)生、基因突變等方面進(jìn)行研究,為認(rèn)識(shí)甚至預(yù)測(cè)其進(jìn)化規(guī)律提供了重要見(jiàn)解。
[Abstract]:High - throughput sequencing technology has been widely used in the field of virology research , which has been widely used in the field of virology research . In the second part of this paper , we have found that SFTSVs originated in China in the early 18th century . We also found that two specific mutations T501S and P662S of SFTSVs were the most primitive genotypes . In the second part , we found that SFTSVs originated in the early 18th century .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R373

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本文編號(hào)：1719898