中国地区H3N2亚型人流感病毒NS1基因分子进化研究

摘要

甲型H3N2流感病毒是威胁人类健康的重要病原体之一，中国地区是世界上流感变异株策源地之一，NS1基因是流感病毒主要的毒力因子之一，对其变异规律进行深入的分析研究在流感的防治工作中具有重要的参考意义。本研究借助近年来发展起来的初步的数据挖掘技术和进化树分析方法，从生物信息学的角度对流感病毒H3N2/NS1基因的变异规律进行了系统研究，主要包括以下内容： 1、聚类分析对序列的变异规律进行初步分析 应用两步聚类法进行了NS1序列的类别分析，结果显示全部H3N2/NS1序列可以被清楚的分为4类，各类在宿主间的分布特征清楚的反映了不同宿主序列间亲缘关系的远近，而时间分布上则反映了H3N2/NS1基因在人群中不断传播和变异的过程。 2、序列的进化树分析 分析结果显示，进化树结构和聚类结果基本一致，相应结果不仅详细刻画了数十年来H3N2流感病毒NS1基因变异的基本规律，还解释了两个关键问题：猪宿主在人流感病毒变异中起基因混合器的作用；与全球其余地区相比，中国南部地区在人H3N2亚型流感病毒的NS1变异中显示出早期策源地，但并不是后期主要的变异株起源地。 3、正向选择位点鉴定 运用正向选择模型分析了所有H3N2/NS1序列信息。结果表明，人流感病毒H3N2/NS1基因所承受的选择压力是逐渐增大的，并且在90年代年后期达到高峰。在被筛选出的10个正向位点中，绝大多数都具有适应性进化的重要意义。 本研究在回答流行病学问题的同时，还试探性地建立遗传序列变异规律研究的方法体系，分析结果显示，这一系列方法能够很好的满足分子流行病学中相应分析的需求，值得进一步改进和应用。

目录

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前言

第一章数据的采集和预处理

1.1数据来源

1.2资料的预处理

1.2.1序列对齐

1.2.2序列辅助信息的获取

1.3讨论和小结

1.3.1样本中重复序列的问题

1.3.2分析用数据对中国的代表性

1.3.3 HI筛检实验对样本代表性的影响

1.3.4小结

第二章人H3N2流感病毒NS1序列变异规律

2.1序列变异规律分析的方法和原理

2.1.1二步聚类分析基本内容

2.2分析结果

2.2.1类别划分结果

2.2.2类别特征描述

2.3讨论和小结

2.3.1聚类分析的作用

2.3.2类似方法学的参考

2.3.3小结

第三章人H3N2流感病毒NS1序列进化树分析

3.1进化树分析的方法

3.1.1距离建树方法

3.1.2字符串建树方法

3.1.3 Neighbor-Joining Method邻接距离建树法

3.1.4 Maximum Parsimony最大简约建树法

3.2分析结果

3.3讨论和小结

3.3.1计划免疫对流感变异和流行的影响

3.3.2猪宿主在NS1基因变异过程中的作用

3.3.3中国地区在H3N2/NS1变异中的作用

第四章 进化主干中正向选择位点的检验

4.1方法和问题

4.1.1正向选择位点的现实意义

4.1.2氨基酸正向选择分析模型

4.1.3正选择位点的鉴定

4.2分析结果

4.3讨论和小结

4.3.1统计模型的局限性

4.3.2正选择作用的基因

4.3.3小结

第五章研究总结

5.1主要的研究内容和结论

5.2下一步研究的方向

5.2.1流感病毒其余亚型序列变异规律的分析

5.2.2病毒变异方向的预测

5.2.3病毒跨宿主传播规律的深入分析

参考文献

文献综述　20世纪流感疫情大年纪

致谢

附录：在读期间发表的主要论文