甲型H1N1流感病毒血凝素和神经氨酰酶基因进化分析

尹素改,陈玉龙,吴耀松,江 华

河南中医学院分子生物学实验中心郑州 450008

△女,1979年8月生,硕士,讲师,研究方向:病毒性疾病的中医药防治,E-mail:yinsugai@163.com

2009年 3月始暴发流行的甲型 H 1N1流感,致病病毒属正黏病毒科,是单链RNA病毒[1],由8个独立基因片段组成,分别编码聚合酶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)、神经氨酰酶(neuraminidase,NA)、基质蛋白(matrix protein,M1、M 2)及非结构蛋白(non-structural protein,NS1、NS2)等10个基因产物[2]。HA和 NA是流感病毒的主要抗原,在诱导宿主动物的抗体反应中起重要作用,在免疫压力下保持高度的变异性,可引起流感病毒的抗原性改变以逃避免疫系统的识别。迄今为止,确定了 16种不同的HA(H1～H16)和9种不同的NA(N1～ N9)[3]。其中 H3N2、H1N1、H1N2、H5N1具有高发病率和病死率[4-5]。该研究通过 NCBI数据库下载最新收录的H1N1病毒18条HA和19条NA的基因序列,进行序列比对,构建进化树,进行HA及NA进化规律分析,旨在进一步了解该病毒的来源、遗传变异及其分子进化特征,为临床药物应用、疫苗研制及流感预防和控制措施的制定提供依据。

1 材料与方法

1.1 HA和NA基因序列的下载 从NCBI流感病毒基因库下载 2009年新型甲型 H1N1流感病毒HA、NA序列(分别来自中国的北京、四川、山东、福建、台湾,美国的纽约和得克萨斯州,俄罗斯)。

1.2 进化树的构建 应用DNAstar软件排列和修剪各段基因序列,并构建进化树。

2 结果

2.1 同源性分析 来自中国北京、福建、山东、四川、台湾、美国纽约和得克萨斯州及俄罗斯的 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)]核苷酸序列测定结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为99%～100%。

2.2 基因进化分析 构建的进化树见图1、2。不同国别和月份的系统进化分析进一步显示:2009年新型甲型H1N1流感病毒HA和NA基因同一种属同一国别的亲缘关系更近,相近月份的亲缘关系近。不同国别的亲缘关系稍远,尤其是中国和俄罗斯的关系最远。

3 讨论

该研究结果显示,2009年 3月开始流行的甲型H1N1是一种新型的流感病毒,且不同国家和地区来源的病毒HA、NA基因片段同源性达99%,说明此次新型甲型H1N1流感病毒来自同一传染源,且到目前为止病毒还没有变异。

同源性及进化分析结果显示,2009年新型甲型H1N1流感病毒 NA基因酶活性中心的氨基酸组成尚没有改变,因此奥司他韦对其仍保持有效[6],但由于其M基因TM结构域的第43位氨基酸突变为苏氨酸,导致新型甲型H 1N1流感病毒对金刚烷胺类特异性抗病毒药物产生耐药[7]。因此,有效储备达菲等抗病毒药物、储备 N95口罩等防护用具是目前公共卫生储备必须考虑的问题。

实时监测新型流感病毒的变异/基因重排是疫苗研制的关键。加强对流感疫苗免疫、减少流感病毒重新“混合”的机会,对降低该型流感的变异频率可能有帮助。但是,大规模应用疫苗也可能加速流感病毒进化的可能,因此必须谨慎对待[8-9]。

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