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

【摘要】：高通量測序技術(shù)的飛速發(fā)展使其在病毒學(xué)研究領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。無論是突發(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,高通量測序技術(shù)都比一代測序技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢。SFTS病毒(SFTSvirus,SFTSV)是2009年在中國新發(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)在在中國至少20個省流行。從2012年開始在日本和韓國也有多例SFTS病例的報道。在SFTSV被發(fā)現(xiàn)之后,以美國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)的全基因組測序,平均測序深度達(dá)10000×以上。我們對本研究新獲得序列和ViPR數(shù)據(jù)庫中所有SFTSV全長基因組序列的數(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、韓國和中國浙江的絕對主導(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,是在負(fù)鏈分節(jié)段RNA病毒中首次報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%)。本文也首次報道了宿主為動物的SFTSV重組株和重配株。本文確定了 SFTSV的總體進(jìn)化選擇壓力來自陰性選擇,并找出了 SFTSV基因組中的52個陽性選擇位點(diǎn)。我們同時也發(fā)現(xiàn)了多個SFTSV基因型特異的突變位點(diǎn),并提出F型GP蛋白的兩個特異性突變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)生樹中找出了對應(yīng)的分支。最后,我們使用BEAST軟件對SFTSV進(jìn)行時空溯源分析,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SFTSV的基因型地理分布、進(jìn)化驅(qū)動力和進(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,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“國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件”。目前已累計有70多個國家和地區(qū)有疫情報道。2016年2月,中國首次報道了寨卡輸入病例。截止目前,我國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)合高通量測序和RACE技術(shù),完成了病毒全基因組測序,獲得一株寨卡病毒ZKC2/2016株的完整全長序列。ZKC2/2016株全長10807bp,屬于亞洲型,RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示它的3'非編碼區(qū)(UTR)有多個莖環(huán)結(jié)構(gòu)。E蛋白和NS5蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示,中國現(xiàn)有的9株ZIKV在亞洲型的進(jìn)化分枝中形成了三個小的簇(cluster)。結(jié)合病毒分子進(jìn)化分析和流行病學(xué)分析,結(jié)果顯示中國這三個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)而確定了目前中國寨卡病毒的兩個不同傳播來源,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,為研究存在爭議的ZIKV全長基因組長度問題,本文使用多序列比對和RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測等方法,比較了 GenBank中聲稱是全長基因組的所有ZIKV毒株,發(fā)現(xiàn)了不同長度的ZIKV基因組主要差別在于5'和'3的UTR區(qū)長度,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)制過程中有重要功能的5'和3'UTR區(qū)的RNA二級結(jié)構(gòu)。綜上所述,本研究成功應(yīng)用高通量測序技術(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)識甚至預(yù)測其進(jìn)化規(guī)律提供了重要見解。
[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】：中國疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R373

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本文編號：1719898