甲型H1N1流感病毒血凝素和神經(jīng)氨酰酶基因進(jìn)化分析

尹素改,陳玉龍,吳耀松,江 華

河南中醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)實驗中心鄭州 450008

△女,1979年8月生,碩士,講師,研究方向:病毒性疾病的中醫(yī)藥防治,E-mail:yinsugai@163.com

2009年 3月始暴發(fā)流行的甲型 H 1N1流感,致病病毒屬正黏病毒科,是單鏈RNA病毒[1],由8個獨立基因片段組成,分別編碼聚合酶B1(polymerase B1,PB1)、聚合酶B2(polymerase B2,PB2)、聚合酶A(polymerase A,PA)、血凝素(hemagglutinin,HA)、核蛋白(nucleoprotein,NP)、神經(jīng)氨酰酶(neuraminidase,NA)、基質(zhì)蛋白(matrix protein,M1、M 2)及非結(jié)構(gòu)蛋白(non-structural protein,NS1、NS2)等10個基因產(chǎn)物[2]。HA和 NA是流感病毒的主要抗原,在誘導(dǎo)宿主動物的抗體反應(yīng)中起重要作用,在免疫壓力下保持高度的變異性,可引起流感病毒的抗原性改變以逃避免疫系統(tǒng)的識別。迄今為止,確定了 16種不同的HA(H1～H16)和9種不同的NA(N1～ N9)[3]。其中 H3N2、H1N1、H1N2、H5N1具有高發(fā)病率和病死率[4-5]。該研究通過 NCBI數(shù)據(jù)庫下載最新收錄的H1N1病毒18條HA和19條NA的基因序列,進(jìn)行序列比對,構(gòu)建進(jìn)化樹,進(jìn)行HA及NA進(jìn)化規(guī)律分析,旨在進(jìn)一步了解該病毒的來源、遺傳變異及其分子進(jìn)化特征,為臨床藥物應(yīng)用、疫苗研制及流感預(yù)防和控制措施的制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 HA和NA基因序列的下載 從NCBI流感病毒基因庫下載 2009年新型甲型 H1N1流感病毒HA、NA序列(分別來自中國的北京、四川、山東、福建、臺灣,美國的紐約和得克薩斯州,俄羅斯)。

1.2 進(jìn)化樹的構(gòu)建 應(yīng)用DNAstar軟件排列和修剪各段基因序列,并構(gòu)建進(jìn)化樹。

2 結(jié)果

2.1 同源性分析 來自中國北京、福建、山東、四川、臺灣、美國紐約和得克薩斯州及俄羅斯的 2009年新型甲型H1N1流感病毒[HA(CY0533531, CY053338,CY 052178,GQ225373,GQ223408, CY052178,CY 052098,GQ225365,GQ200287, GQ166223,CY053474,CY053506,GU324344, CY053619,CY040742,CY040854,CY040798, CY053627),NA(GQ225375,CY053340,CY053340, GQ225367,GQ200288,GQ166224,CY053476, CY053508,GU324339,GQ225351,CY053621, GQ225359,CY040744,CY040856,CY040800, CY052100,CY052180,CY053629,Texas45131576)]核苷酸序列測定結(jié)果表明各自具有高度的同源性, HA和NA基因序列的一致性均為99%～100%。

2.2 基因進(jìn)化分析 構(gòu)建的進(jìn)化樹見圖1、2。不同國別和月份的系統(tǒng)進(jìn)化分析進(jìn)一步顯示:2009年新型甲型H1N1流感病毒HA和NA基因同一種屬同一國別的親緣關(guān)系更近,相近月份的親緣關(guān)系近。不同國別的親緣關(guān)系稍遠(yuǎn),尤其是中國和俄羅斯的關(guān)系最遠(yuǎn)。

3 討論

該研究結(jié)果顯示,2009年 3月開始流行的甲型H1N1是一種新型的流感病毒,且不同國家和地區(qū)來源的病毒HA、NA基因片段同源性達(dá)99%,說明此次新型甲型H1N1流感病毒來自同一傳染源,且到目前為止病毒還沒有變異。

同源性及進(jìn)化分析結(jié)果顯示,2009年新型甲型H1N1流感病毒 NA基因酶活性中心的氨基酸組成尚沒有改變,因此奧司他韋對其仍保持有效[6],但由于其M基因TM結(jié)構(gòu)域的第43位氨基酸突變?yōu)樘K氨酸,導(dǎo)致新型甲型H 1N1流感病毒對金剛烷胺類特異性抗病毒藥物產(chǎn)生耐藥[7]。因此,有效儲備達(dá)菲等抗病毒藥物、儲備 N95口罩等防護(hù)用具是目前公共衛(wèi)生儲備必須考慮的問題。

實時監(jiān)測新型流感病毒的變異/基因重排是疫苗研制的關(guān)鍵。加強對流感疫苗免疫、減少流感病毒重新“混合”的機會,對降低該型流感的變異頻率可能有幫助。但是,大規(guī)模應(yīng)用疫苗也可能加速流感病毒進(jìn)化的可能,因此必須謹(jǐn)慎對待[8-9]。

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