HIV--1CRF01_AE分子簇特征及其4簇与5簇CD4分布差异机制

摘要

目的： HIV-1CRF01_AE最早在20世纪70年代起源于非洲中部地区，而后逐渐传播扩散到泰国并在当地引起暴发流行。HIV-1CRF01_AE自20世纪90年代由泰国传入中国西南后迅速蔓延至全国各地并形成7个具有不同传播特征的流行簇。近年来，HIV-1CRF01_AE已成为中国主要的流行毒株之一，尤其是在性传播人群中。此外，CRF01_AE能够加快患者的CD4+T细胞的衰减并促进疾病进展和死亡。这对中国的HIV疫情防控带来了巨大的挑战，同时加重了国家的疾病卫生经济负担。该课题旨在通过描述HIV-1CRF01_AE风险传播网络的特征阐述该毒株在当前模式下的流行现况及影响因素;同时探索导致在MSM人群中广泛流行的CRF01_AE4簇与5簇CD4+T细胞计数分布差异的机制，为精准的HIV疫情防控和干预提供科学依据。 方法： 1.HIV-1CRF01_AE分子簇:采用系统进化的方法判定毒株的亚型/簇，然后通过构建HIV-1CRF01_AE分子传播网络分析该亚型的最佳基因阈值、入网影响因素、主要流行簇变化趋势及网络参数的意义，从而揭示中国HIV-1CRF01_AE毒株在该模式下的流行特征。 2.HIV-1CRF01_AE4簇与5簇CD4+T细胞计数分布差异机制:通过分析2015年全国HIV分子流调中CRF01_AE4簇与5簇CD4+T细胞计数在不同感染时间的分布及其X4嗜性使用率的差异。而后，通过对从北京朝阳男同队列中CRF01_AE4簇与5簇患者的PBMCs中分离得到的病毒进行深度测序分析，病毒表型的鉴定及基因和结构学方面的比较，探索导致4簇与5簇CD4+T细胞计数分布差异的机制。 结果： 1.CRF01_AE传播网络: 在最佳基因阈值0.4％下由4507(38.5％)个节点形成了1214个独立风险传播簇，其中4簇与5簇节点所占比例最大，尤其是在MSM人群中。多因素logistics回归分析结果表明性传播（男性）、MSM人群、东部地区以及4簇能显著的提高节点的入网率。对1簇、4簇、5簇中各自最大的传播簇分析发现:1簇的增长主要是在西南地区，4簇与5簇则主要分布在中国的东部与北部地区。网络参数结果表明MSM人群、4簇与5簇患者的集聚系数最高，说明HIV-1CRF01_AE在该风险群体中传播最快，对人群的危害与影响最大。 2.CRF01_AE4簇与5簇CD4+T细胞计数分布差异机制: 通过对2015年全国HIV分子流行病学调查的样本中新诊断的HIV-1CRF01_AE样本分析发现:与5簇感染者比较，4簇患者的CD4+T细胞计数显著降低(391vs470，p＜0.001)且X4嗜性病毒使用率较高(17.1％vs4.4，p＜0.001)。男同队列样本的实验结果显示:只从4簇患者的阳转血清中分离到X4嗜性病毒，这与其在感染第1年内拥有较低的CD4+T细胞计数相关。通过使用辅助受体结合模型，发现4簇中独特的V3环更有利于与X4配体结合。 结论： 1.HIV-1CRF01_AE分子传播网络研究表明该毒株在0.4％基因阈值下4簇与5簇病毒在MSM人群中传播最快，对人群的影响最大，从而导致男同人群的近期感染率以及入网率明显高于其他人群。 2.对感染人数较多、近期感染率较高的4簇与5簇毒株表型的研究证明:CRF01_AE4簇在朝着X4嗜性和病毒发病机制增强的方向进化，而5簇则由于使用X4嗜性毒株的可能性降低而逐渐变得衰减。因而，在今后应该强调在进化簇水平上监测HIV-1基因进化和表型转换的重要性，从而达到控制更多致病性病毒的传播。