HIV分离株基因分型及分布特点

艾滋病(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(HⅣ)感染所导致的一种病死率极高的慢性传染病。据统计截至2010年底,全球共有3400万名艾滋病病毒感染者,较2001年增长17%[l]其中南非是世界上艾滋病毒携带者最多的国家,估计有560万人。截至2011年底,估计中国存活艾滋病病毒感染者和艾滋病病人(PLHIV)78万人(62万~94万人),艾滋病(AIDS)病人15.4万人(14.6万~16.2万人);全人群感染率为0.058%(0.046%~o.07o%)。近年来全球广泛高效抗逆转录病毒疗法的使用造成对ⅢV强大的选择压力;HⅣ复制速度为101。~1011/d,HⅣ是反转录病毒,其反转录酶具有DNA复制能力缺少校正功能,导致高度错误倾向的病毒核苷酸伴随着HIV复制过程同时产生,导致一些相关的、基因组不完全相同的准种形式的病毒出现,根据血清学反应和基因序列的差异分为HIV1和HⅣ2。目前全球HIV1共发现14种亚型,我国31个省发现9种亚型[返]。由于HⅣ病毒的变异和耐药毒株的不断出现,目前且尚无有效的疫苗和药物进行预防和治疗,HⅣ分离株基因型分析,为了解艾滋病流行特点和发病趋势,为下一步艾滋病的监测、预防控制工作及合理设计疫苗提供科学依据。

1 HⅣ的基因结构、功能

HIV为单链RNA病毒,其基因组全长9.7kb,如图1所示,基因组两侧为非编码区即长末端重复序列LTRs;位于两侧非编码区之间为中央编码区即:gag、pol、onv3个结构基因,分别编码病毒核心蛋白、多聚酶和外膜蛋白;6个调节基因为叩r、rev、说f、tat、叩u/vpx,每个基因可编码一种或数种蛋白质。调控基因往往重叠于结构基因中,HIV1、HIV2基因结构基本相同,不同点是叩u是HIV1所特有,而vpx为HIV2所特有。HIv调控元件、编码区基因及调节基因等基因突变都可以影响HⅣ基因的正常表达。Env基因编码病毒的胞膜蛋白,变异性最强,介导病毒对宿主细胞的吸附和穿人。gag基因编码病毒的核心蛋白,相对比较保守,gag蛋白能够诱导动物产生包括中和抗体的体液免疫和包括细胞毒T淋巴细胞的细胞免疫。pol基因编码病毒复制所需的酶系,是反转录病毒中最保守的基因,和弘g基因有重叠区。其中pol和env基因重组最为频繁,pol基因的亚型间重组率为78.3%,env基因的亚型间重组率为77.6%。

2 HIV分子分型、分布特点HⅣ属于逆转录病毒科慢病毒属,由于HⅣ容易发生重组事件且其逆转录酶缺乏校正功能,导致了各个多个亚型和各个亚型间的重组毒株的出现,HⅣ可分为HIV1和HIV2两型[⒉3]。HIv1流行于世界各地,HIV2主要流行于非洲某些地区。HIV1分为3组:M组、O组和N组。M组内又可分为A、B、C、D、F、G、H和J、K9个基因亚型;A亚型又可以分为A1和A2两个亚型;F亚型包括F1和F2两个亚亚型叫;另有68个流行重组型(circu1ating recombinant form,CRF)被鉴定。HIV2可分为A、B、C、D、E、F和G7个基因型。HIV1和HIV2之间核苷酸序列的同源性为40%~60%,HIV1M组内各亚型之间的基因离散率是20%~30%,同一亚型内的基因离散率是7%~20%。目前在非洲发现了所有流行的HIV亚型,欧美国家以B亚型为主[ll]。西班牙和葡萄牙吸毒人群主要毒株为CRF14BG。前苏联流行株为CRF03-AB[13]。

印度以C亚型为主;在伊朗及阿富汗流行株为CRF35-AD重组型。中国内地地域辽阔,HⅣ传播途径复杂,出现HⅣ1多亚型并存现象,且因HIV1基因的变异性,很多地区出现基因重组现象。1989年在云南静脉吸毒人群(IDU)确定中国第一批HIV1B和B亚型毒株,以B'亚型为主。20世纪90年代早期在云南IDU中确认C亚型毒株,随后在中国的西南和西北地区确认HIV1B和B亚型病毒株[1叼,随后云南检测出CRF07BC、CRF08-BC重组型,且在新疆和广西随后出现流行。1994年在云南性工作者中发现了CRF0⒈AE重组亚型,紧接着在四川、广西和新疆发现了大批感染者。上海市2004-2005年调查主要为HIV1基因型B亚型、B亚型、C亚型、G亚型、CRF01-AE、CRF07-BC和CRF08-BCE明;北京2007年确认流行毒株分别为HIV-1A1亚型、B亚型、泰国B亚型、C亚型、CRF01-AE亚型、CRF07BC亚型、CRF08BC亚型[23]。江苏省2002-2005年确定HIV1CRF07BC、CRF01-AE、B亚型毒株E2矧。2010年广州、深圳人群为HIV1 CRF0⒈AE、CRF07-BC、CRF08-BC、CRF02-AG4种重组型和B、C2种亚型。

河南、湖北、安徽省有偿采供血/输血感染以B亚型为主。贵州省2011年研究显示以CRF01AE、CRFo7-BC、CRFO8BC及B亚型为主Ezsl。据报道中国国内共发现9种亚型,主要有CRF07-BC、CRF08=BC、CRFO⒈AE、A亚型、B亚型、B'亚型、C亚型、G亚型、CRF02-AG,其中CRF07BC和CRF08BC占50.2%,B'亚型占29.11%,CRF01-AE占15.54%。福建、广西、广东、江苏、四川、新疆等检测出的CRF07BC、CRF08BC、CRF01-AE在基因序列上非常相近,且在系统进化树上与泰国、缅甸、越南的CRF01-AE聚集在一起,推测B亚型、B亚型、C亚型、CRFOl AE先从越南、缅甸、泰国传到云南,HIV1B亚型和C亚型两种毒株共存导致了CRFO7JC、CRF08BC重组毒株的出现和流行,随后通过贩毒和性途径向西北、西南传播,云南省极可能是中国HIV-1主要流行亚型的起源地。

3 HⅣ分子分型研究意义由于HIV病毒的变异和耐药毒株的不断出现,且不同亚型毒株的生物学特征存在差异,目前且尚无有效的疫苗和药物进行预防相治疗,了解HⅣ基因特点,进而预测可能发生的毒株变异、基因重组变化趋势等为下一步艾滋病的监测和预防控制工作提供科学依据。为AIDS疫苗设计与使用范围的确定等工作提供良好的理论基础,对AIDS的防治具有最直接的指导意义。

参考文献

[1]彭志行,陈峰.HIV/AIDS传播动力学模型研究进展[J].中国卫生统计,2011,(06):730-734.

[2]Preston B D,Poiesz B J,Loeb L A.Fidelity of HIV-1 reverse transcriptase[J].Science,1988,(4882):1168.

[3]Roberts J D,Bebenek K,Kunkel T A.The accuracy of reverse transcriptase from HIV-1[J].Science,1988,(4882):1171-1173.

[4]赵全壁,潘品良,温宁.中国艾滋病病毒1型流行株V3环序列变异性研究[J].中国性病艾滋病防治,2002,(04):208-211.

[5]Kusunoki A,Wada A,Kurosaki N.Antisense oligodeoxynucleotide complementary to CXCR4 mRNA block replication of HIV-1 in COS cells[J].Nucleosides and Nucleotides,1999,(6-7):1705-1708.

[6]Ratner L,Haseltine W,Patarca R.Complete nucleotide sequence of the AIDS virus,HTLV-Ⅲ[J].Nature,1985,(6000):277-284.

[7]Pang W,Zhang C,Duo L.Extensive and complex HIV-1 recombination between B,C and CRF01-AE among IDUs in south-east Asia[J].Aids,2012,(09):1121-1129.

[8]陈立力,李敬云.HIV-1的基因重组:分子机制及生物学特征[J].传染病信息,2009,(06):334-337.

[9]McCutchan F E.Understanding the genetic diversity of HIV-1[J].Aids,2000,(z3):31-44.

[10]Requejo H I.Worldwide molecular epidemiology of HIV[J].RevSaude Publica,2006,(02):331-345.