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乙型病毒性肝炎(简称乙肝),是由乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)引起的传染性疾病。中国是乙型病毒性肝炎的高流行区,累计有7亿人曾感染过乙型肝炎病毒,有1.2亿人携带乙型肝炎病毒。大约有3000万慢性乙肝患者。慢性乙肝可进一步发展为肝硬化、肝癌和肝衰竭,严重危害人类健康。全球每年因乙型肝炎相关疾病死亡约100万例,我国每年死亡约30万例。根据HBV全基因组序列核苷酸差异≥8%或S基因序列核苷酸差异≥4%,将其分为.A-H8个基因型。在我国流行的主要基因型为B型与C型。
病毒的突变是病毒与宿主之间长期博弈导致的自然选择的结果。氨基酸位点的突变可以使病毒适应其生长的环境。突变大多数是不利于病毒生存的,但是有少部分的突变会导致病毒产生抗药性,促进病毒逃避机体免疫系统的监视,从而使该突变的优势株在病毒库中得以保留。HBV是一个部分环状的双链DNA病毒,有四个开放阅读框(opening reading frame,ORF),分别为S,C,X和P。为了研究HBV的C型和B型全基因组中各个基因区段的变异情况,我们从数据库下载了我国所有的HBV全长序列,共计1029条(B型410条,C型619条)。比对并手工校对后,我们根据标准序列,对不同基因区段进行截取,使用在线工具——Datamonkey对各个基因区段的变异情况和受到的正选择压力进行分析。我们在各个基因区段共发现了101个正选择位点(其中B型S、C、X和RT区分别为35、19、20和27个,C型S、C、X和RT区分别为50、11、31和33个)。发生正选择的位点与HBV的抗原表位之间存在密切的联系。在B型各基因区段的32个(48.48%)抗原表位中共存在37个(36.63%)正选择位点,在C型的43个(65.15%)抗原表位中共存在48个(38.4%)正选择位点。另外,B型的RT区第180、181和223位,C型RT区第173、180、181和223位均受到正选择,而这几个位点也是抗病毒治疗中已确定的耐药突变位点。这些结果表明,耐药突变和病毒的免疫逃逸是导致HBV适应性进化的两大主要因素。
迄今为止,尚没有我国HBV流行株型的起源与传播的相关报道。针对我国HBV主要流行株,我们分别截取B型和C型的S区和C区序列作为研究对象,使用最新的BEAST软件分析我国境内HBV的起源与传播。根据现有的序列,我们发现我国流行的B型HBV来自日本,大约在40年前首先传播至上海,而后由上海传播至福建/台湾、广东等地,再由广东开始向西南和中南各省传播。HBVC型的其源头可能来自于澳大利亚或东南亚等国,最早在我国广东地区登陆,而后向西传播至云南,向北传播至东南各省和东北的黑龙江,再由黑龙江传播至西北的青海甘肃各省。此外,C型的传播有着很强的方向性,而B型的传播是阶段性的,在传播过程中经常会有回复传播的现象发生。
此外,为了构建HBV耐药快速检测的方法,我们根据分析的结果构建HBV耐药突变体,为今后进一步探索快速检测HBV耐药突变的方法打下基础。