應(yīng)用分子進(jìn)化技術(shù)對(duì)SARS CoV非自然起源之初步研究.pdf

1、2002年末在全球范圍爆發(fā)了新發(fā)傳染病非典型性肺炎(SevereAcuteRespiratorySyndrome,SARS)疫情,這場(chǎng)來勢(shì)洶涌的傳染病檢驗(yàn)了各國(guó)公共衛(wèi)生的應(yīng)急能力,同時(shí)也啟發(fā)了對(duì)新型病毒研究探索的新思路。在2003年4月16日,世界衛(wèi)生組織正式宣布導(dǎo)致SARS爆發(fā)的病原體是一種新型的冠狀病毒。在爆發(fā)后的這十年時(shí)間里,國(guó)內(nèi)外許多專家對(duì)其病毒的起源與進(jìn)化開始了廣泛而深入的研究。截至目前,薈萃既往研究結(jié)果證實(shí)SARS冠狀病毒(

2、SARSCoV)是冠狀病毒中的一個(gè)獨(dú)立分支,但對(duì)于SARSCoV的真實(shí)起源,雖有諸種推測(cè),各國(guó)眾多研究者卻始終無法做出合理解釋,更無結(jié)論。
　　目的:
　　本研究選用生物信息學(xué)方法,計(jì)算SARSCoV的中性突變速率;應(yīng)用鄰接法(Neighbor-joining,NJ)構(gòu)建SARSCoV的系統(tǒng)發(fā)育樹,比較兩次流行中SARSCoV的遺傳距離及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系;通過計(jì)算SARSCoV的最近共同祖先(MostRecentCommonAn

3、cestor,MRCA)日期及構(gòu)建有根系統(tǒng)發(fā)育樹,進(jìn)一步探尋SARSCoV的起源和進(jìn)化模式,并提出新的研究和思考方向。這為今后明確SARSCoV的宿主和應(yīng)對(duì)其他重大傳染性疾病提供科學(xué)的依據(jù)和研究思路。
　　方法:
　　1.構(gòu)建SARSCoV數(shù)據(jù)集:在NCBI獲9條SARSCoV全基因組序列,其來自中國(guó)內(nèi)陸和香港,其中,5條的宿主是人,4條的宿主是果子貍,以2003年2月11日采集的GZ02為外群,構(gòu)建數(shù)據(jù)集A。在NCBI中下

4、載2004年初以前上傳的22條株全基因組序列,這22條序列別來自廣州、深圳、香港、新加坡、臺(tái)灣地區(qū),同樣以GZ02為外群,構(gòu)建數(shù)據(jù)集B。
　　2.在ClustalX1.81中,分別將數(shù)據(jù)集A、B的序列進(jìn)行比對(duì);在MEGA4.1中,對(duì)結(jié)果采用Pamilo-Bianchi-Li計(jì)算各病毒Ks值,在EXCEL(2010)中以Ks值與采集日期創(chuàng)建散點(diǎn)圖,并進(jìn)行直線擬合,獲中性突變速率以及R2。
　　3.在軟件MEGA4.1中,分別對(duì)

5、A、B數(shù)據(jù)集應(yīng)用NJ發(fā)育樹。
　　4.根據(jù)有關(guān)公式,計(jì)算兩組SARSCoV的最近共同祖先日期(TMRCA)。
　　5.根據(jù)NJ樹以及TMRCA的計(jì)算結(jié)果,分別繪制數(shù)據(jù)集A、B的系統(tǒng)發(fā)育樹。
　　結(jié)果:
　　1.數(shù)據(jù)集A的中性突變速率為7.6×10-6/位點(diǎn)·天,R2=0.98;數(shù)據(jù)集B中性突變速率為7.1×10-6/位點(diǎn)·天R2=0.92。
　　2.計(jì)算得到數(shù)據(jù)集A的PC04的組內(nèi)TMRCA是2003年11

6、月上旬;PC03的組內(nèi)TMRCA是2003年1月下旬;HP04的組內(nèi)MRCA是2003年11月上旬;HP03的組內(nèi)TMRCA是2003年3月上旬。數(shù)據(jù)集B的PC04的組內(nèi)TMRCA是2003年10月上旬;PC03的組內(nèi)TMRCA是2003年1月中旬;HP04的組內(nèi)TMRCA是2003年11月上旬;HP03的組內(nèi)TMRCA是2003年2月上旬;GD01的組內(nèi)TMRCA是2003年4月中旬。
　　3.CUHK-Ag01、CUHK-Ag

7、02、GZ50的采樣日期與計(jì)算得到的組內(nèi)TMRCA的時(shí)間存在矛盾。
　　4.系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示不同階段的SARSCoV的進(jìn)化順序應(yīng)為:02-03年流行晚期毒株→02-03年流行中期毒株→02-03年流行早期毒株→03-04年流行毒株。
　　結(jié)論:
　　1.通過對(duì)不同流行階段病毒序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化研究,03-04年流行株和02-03年流行早期株的親緣關(guān)系較02-03年流行中晚期的更接近,與正常的進(jìn)化方向相違背,說明SAR