人甲型流感病毒抗原變異位點篩選及其方法學評價.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化中承受免疫選擇壓力的高變異位點提供技術支持。篩選1968年至今全部可獲得的H3 HA1序列在進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進化的高變異位點及功能區(qū)域進化中的變異情況，揭示HA1序列的變異規(guī)律，為流感病毒的變異預測及疫苗株的選擇提供基礎理論依據。同時對神經氨酸酶進化中的變異情況進行初步探索。

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序列的進化樹分析結果作為產生模擬序列的進化模式，按照不同的進化參數模擬序列數為8、16、32、64、128的樣本，分別采用計數模型、固定效應似然比檢驗模型及隨機效應模型篩選模擬序列的正向選擇位點。比較各方法發(fā)現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和流感數據

3、庫中下載甲型流感病毒H3亞型紅細胞凝聚素序列及神經氨酸酶N1，N2序列。在兩步聚類法將全部H3 HA1序列分為6個年代類別的基礎上，使用固定效應似然比檢驗模型分別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)域位點的進化情況進行分析。使用簡單快速的計數模型對神經氨酸酶N1、N2序列初步進行正向選擇位點篩選分析。 主要結果：1、方法學系統(tǒng)評價部分：隨著分析序列

4、數的增多、進化強度的增強，三種方法篩選正向選擇位點的靈敏度均增高；同序列數、同進化強度的篩選中，計數模型、隨機效應模型的靈敏度顯著低于固定效應似然比檢驗模型；三種模型的運算速度由快至慢分別為計數模型、固定效應似然比檢驗模型、隨機效應模型。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個位點在進化過程中經歷過正向選擇，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)域中抗體結合位點中有幾個正向選擇進化的密碼子位點，其余位點與二硫鍵、糖基化位點在病毒的整個進化時期都屬于保守位點。NA序列上存在正向選擇位點。 結論：對于高進化速度、大序列樣本的流感病毒正向選擇位點篩選，固定效應模型比其它兩類方法更加適宜。流感病毒HA1序列在進化過