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狂犬病是一种人兽共患的烈性传染病,全球每年死于狂犬病的人数超过50,000人,我国是受狂犬病危害最为严重的国家之一。狂犬病病毒属病毒(Lyssavirus, LYSSA)为狂犬病的病原体,属于弹状病毒科,是一种不分节段的单股负链RNA病毒。LYSSA已确认7个基因型,其中基因1型(Genotype1, GT1)即狂犬病病毒(Rabies virus, RABV)分布范围最广,且全球99%的人狂犬病均由RABV感染所致。了解病原体的遗传进化特征是预防控制疾病的关键步骤,因此本研究在测定我国人用狂犬病疫苗株(aG株)全基因组序列以及我国近年主要流行株的糖蛋白(Glycoprotein, G)基因序列基础上,结合LYSSA病毒现有全部基因型的几乎所有地域及宿主来源的相应序列,了解全球LYSSA病毒总体的遗传进化特征,并着重对我国人用狂犬病疫苗株的基因组特征及我国流行的狂犬病病毒可能的来源及传播方向等问题进行细致深入分析,为我国狂犬病预防控制策略的制定提供科学依据。第一部分：我国人用狂犬病疫苗株全基因组序列比较分析本研究首先对我国人用疫苗株(aG株)进行了全基因组序列测定,aG株基因组全长11925nt,包括7个功能区域：58nt的3’先导区(1-58)、N基因(59-1482)、P基因(1485-2476)、M基因(2482-3284)、G基因(3290-5356)、L基因(5381-11855)和71nt的5’的拖尾区(11856-11925),具有狂犬病病毒基因组的典型结构特征。通过对目前所有LYSSA病毒街毒株及国际经典疫苗株(59条)全基因组序列的比较分析发现,LYSSA病毒基因组全长在11903nt和12278nt之间,不同基因组间的长度差异主要由G-L间区产生。LYSSA病毒不同基因型的编码区及非编码区序列长度有一定差异,但3’UTR长度均为70nt；5个结构蛋白中,M编码区长度高度保守,P编码区长度变异最大(894-918nt)。5个结构蛋白编码区的同源性分析显示,LYSSA病毒结构基因核苷酸和氨基酸同源性均基本遵循N>L>M>G>P的规律。通过对LYSSA病毒3个遗传谱系的基因组变异位点的比较发现,基因组的重要功能位点在同一遗传谱系内更为保守,不同遗传谱系间差异较大。为进一步探索疫苗株和街毒株毒力差异可能的分子基础,本研究基于水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus, VSV) G三维结构,利用MOE软件预测了狂犬病病毒G膜外区空间结构,并通过G膜外区氨基酸变异位点的比较发现：我国CTN181株和街毒株(HN10)在G303位的突变(脯氨酸-组氨酸)引起的G空间结构改变可能与二者毒力差异相关。第二部分：狂犬病病毒G基因时空进化特征及其与流行分布的关系本研究对2005-2010年收集的来自我国13个省区(基本覆盖我国狂犬病主要流行区)的112份RABV标本的G基因序列进行了测定,并结合来自全球56个国家21种宿主动物的LYSSA病毒的421条G基因序列,利用BEAST (v1.6.1)软件和MigraPhyla(v1.0)软件等进行LYSSA病毒G基因时空进化分析。分析结果显示,目前流行于我国的狂犬病病毒可以分为5群：China Ⅰ群分布于我国20个省区,数量占到我国狂犬病流行株的80%以上,是我国目前优势毒株群,且湖南、江苏可能为China Ⅰ群病毒的传播中心；China Ⅱ群主要包括江西和浙江的鼬獾毒株以及南方省区的部分犬毒株,也仅在我国境内循环；China Ⅲ群来自云南和广西,与东南亚毒株亲缘关系较近,可能由泰国毒株传播而来；China Ⅳ群参与基因1型中世界分布群(Cosmopolitan)的循环,可能由印度毒株传播而来；China Ⅴ群均来自内蒙古的狸(Raccoon dog),与韩国狸和犬等毒株共同参与基因1型的北极相关群(Arctic-related)的循环。亚洲范围内的地理迁徙分析显示,泰国和印度可能为亚洲的两个狂犬病传播中心。时间进化分析估算LYSSA病毒G基因平均进化速率为3.01×10-4替换/位点/年,并推测所有LYSSA病毒的最近共同祖先大约出现在5030年前。LYSSA病毒重要的分化时间点(约5000、2000、500及200年前)恰好与人类文明发展过程中的一些重要阶段相契合,因此推测,人类交流的频繁和活动范围的扩大可能促进了LYSSA病毒多样性的发展。LYSSA病毒中翼手目病毒的分化要早于食肉目病毒的分化时间,支持狂犬病宿主发生翼手目向食肉目动物转换的观点。本研究分析了LYSSA病毒全基因组在不同基因型及不同遗传谱系间的遗传变异特征,第一次从狂犬病病毒G空间结构角度分析了我国人用狂犬病疫苗株和街毒株毒力差别可能的分子基础；基于丰富的G基因序列数据,明确了我国流行的狂犬病病毒的分群及各群可能的来源及传播方向；第一次提出亚洲可能存在泰国、印度两个狂犬病传播中心；以目前较全面数据初步勾勒出了全球LYSSA病毒自然进化史。本研究对于了解全球范围内LYSSA病毒的遗传进化特征以及更为科学地预防控制狂犬病具有重要意义。