人甲型流感病毒抗原變異位點篩選及其方法學(xué)評價.pdf

1、研究目的：探尋篩選流感病毒抗原序列正向選擇位點的適宜方法，為揭示1968年以來流感病毒序列進(jìn)化中承受免疫選擇壓力的高變異位點提供技術(shù)支持。篩選1968年至今全部可獲得的H3 HA1序列在進(jìn)化過程中的正向選擇位點，從基因位點水平上多層次多方面地了解和分析流感病毒HA1進(jìn)化的高變異位點及功能區(qū)域進(jìn)化中的變異情況，揭示HA1序列的變異規(guī)律，為流感病毒的變異預(yù)測及疫苗株的選擇提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。同時對神經(jīng)氨酸酶進(jìn)化中的變異情況進(jìn)行初步探索。

2、 研究方法：1、通過計算機模擬研究評價三大類正向選擇位點篩選方法的效能：以流感病毒H3亞型HA1序列的進(jìn)化樹分析結(jié)果作為產(chǎn)生模擬序列的進(jìn)化模式，按照不同的進(jìn)化參數(shù)模擬序列數(shù)為8、16、32、64、128的樣本，分別采用計數(shù)模型、固定效應(yīng)似然比檢驗?zāi)Ｐ图半S機效應(yīng)模型篩選模擬序列的正向選擇位點。比較各方法發(fā)現(xiàn)正向選擇位點的靈敏度、假陽性率、運算時間，為篩選流感病毒實際序列的正向選擇位點確定最佳方案。2、從NCBI GenBank和流感數(shù)據(jù)

3、庫中下載甲型流感病毒H3亞型紅細(xì)胞凝聚素序列及神經(jīng)氨酸酶N1，N2序列。在兩步聚類法將全部H3 HA1序列分為6個年代類別的基礎(chǔ)上，使用固定效應(yīng)似然比檢驗?zāi)Ｐ头謩e篩選每一年代類別中的正向選擇位點，并使用兩步聚類法歸納所篩選出位點的正向選擇壓力變化模式，同時對HA1序列的主要功能區(qū)域位點的進(jìn)化情況進(jìn)行分析。使用簡單快速的計數(shù)模型對神經(jīng)氨酸酶N1、N2序列初步進(jìn)行正向選擇位點篩選分析。 主要結(jié)果：1、方法學(xué)系統(tǒng)評價部分：隨著分析序列

4、數(shù)的增多、進(jìn)化強度的增強，三種方法篩選正向選擇位點的靈敏度均增高；同序列數(shù)、同進(jìn)化強度的篩選中，計數(shù)模型、隨機效應(yīng)模型的靈敏度顯著低于固定效應(yīng)似然比檢驗?zāi)Ｐ?；三種模型的運算速度由快至慢分別為計數(shù)模型、固定效應(yīng)似然比檢驗?zāi)Ｐ?、隨機效應(yīng)模型。2、流感病毒序列正向選擇位點篩選部分：各年代類別篩選出的正向選擇位點不完全相同，共有50個位點在進(jìn)化過程中經(jīng)歷過正向選擇，其中有42個位點屬于5個抗原決定簇之一，A、B抗原決定簇在各年代均有較多的位點入

5、選，且承受較大的免疫選擇壓力。50個位點可被歸納為7種變化模式，前6種模式的位點依次在某一個時間段存在正向選擇，第7種模式則在多個年代中均存在正向選擇。HA1的功能區(qū)域中抗體結(jié)合位點中有幾個正向選擇進(jìn)化的密碼子位點，其余位點與二硫鍵、糖基化位點在病毒的整個進(jìn)化時期都屬于保守位點。NA序列上存在正向選擇位點。 結(jié)論：對于高進(jìn)化速度、大序列樣本的流感病毒正向選擇位點篩選，固定效應(yīng)模型比其它兩類方法更加適宜。流感病毒HA1序列在進(jìn)化過