基于博卡病毒全基因序列的系统进化及基因重组研究

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目的:   博卡病毒(Bocavirus)属于细小病毒科,包括人博卡病毒(HBoV)、牛博卡病毒(BPV)、犬博卡病毒(MVC)、猪博卡病毒(PBoV)和猩猩博卡病毒(GBoV)等。其中人博卡病毒(Humanbocaviruses,HBoV)是目前己知的除B19病毒外惟一的对人类致病的细小病毒。根据NS1基因序列的差异性,博卡病毒可分为四种基因型,分别是HBoV-1、Hbov-2、Hbov-3和Hbov-4。HBoV可引起急性上呼吸道或下呼吸道感染(肺炎、毛细支气管炎和喘息性支气管炎),临床表现为发热、咳嗽、鼻炎,少数患者可见到结膜炎或皮疹。除呼吸道症状外,目前还有研究提示,HBoV与胃肠道疾病有关。在4型HBoV基因型中,HBoV-2基因组和其它3型病毒基因组相比具有变异性大、进化关系复杂等特点。到目前为止,还没有系统研究HBoV四种不同基因型之间进化关系及基因重组的报道。   方法:   本研究通过检索截至2011年4月,GenBank所有的博卡病毒全基因组序列。通过序列比对筛查后,选取全基因组水平上分歧度大于1%的所有毒株,去除人工改造毒株,再利用生物信息学软件(ClustalX、Mega4.0及DNAstar等)进行比对,对生成的比对文件,利用Mega4.0软件进行系统进化分析以探讨博卡病毒毒株之间的遗传进化关系。利用RDP3.0(RecombinationDetectionProgram)生物信息学软件进行毒株之间的重组事件检索。对检索的事件进一步利用该软件中的六种算法(RDP、GENECONV、MaxChi、Chimaera、Siscan、BootScan)进行验证。   结果:   本研究结果显示,截至2011年4月,GenBank一共有142条博卡病毒全基因组或近似全基因组序列。经过初筛剔除人工突变序列、系统进化分析显示分歧度小于1%的序列后剩下54株博卡病毒毒株序列,包括1株猩猩博卡病毒,2株牛博卡病毒,2株猪博卡病毒,3株犬博卡病毒,及46株人博卡病毒HBoV1-4型。系统进化分析结果显示,HBoV-2和HBoV-4之间遗传关系较近,紧密聚类。HBoV-1和HBoV-3之间的遗传关系较远,分别单独聚类,并与HBoV-2和HBoV-4组成的分枝形成平行聚类。结果还显示猩猩的博卡病毒毒株与HBoV-1的亲缘关系较近,提示猩猩博卡病毒与人博卡病毒可能来源于同一祖先;其他动物博卡病毒与人博卡病毒之间的亲缘关系较远。经过RDP3.0软件对病毒的重组事件进行检测和验证,发现6个重组事件具有较高的可信度(p值≤8.802×10-17),结果提示HBoV-2可能是HBoV-1和HBoV-4毒株之间重组产生的。本研究的结果将为临床上HBoV毒株的定型及博卡病毒不同基因型毒株超感染的诊断提供理论依据,并对今后博卡病毒的分子起源及进化的研究具有重要意义。
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