背景:云南省德宏州是我国HIV-1发现最早的地区之一。很多研究表明,现今中国HIV-1主要流行毒株B、CRF01_AE、CRF07_BC以及CRF08_BC都是经由德宏向其他各省传播的,因此德宏也被认为是我国HIV-1流行的最重要的起源地。德宏州南、西和西北三面与缅甸联邦接壤,全州除梁河县外其它县市都有国境线,比邻著名的毒品产区“金三角”地区。早期的研究发现,该地HIV-1是经由IDU人群发生传播的。相对于性途径感染,静脉注射更有利于发生多种病毒共感染或者超感染的现象,因此,很多研究团队都发现在德宏的IDU感染者中存在高比例的重组毒株的流行。本研究以德宏25周岁以下的低龄青年为对象,对HIV-1感染者的基因型进行分析,评估当地重组毒株的发生与传播形式,并试图从流行病学的角度阐明影响重组毒株流行和分布的相关因素,以期能够为当地HIV-1的防控提出有效的、有针对性的建议,进而降低HIV-1在该地的发生率。方法:从2009年到2012年,对德宏州25岁以下低龄青年HIV-1感染者进行抽样。通过基因型分型、位点特征性分析、系统进化分析以及统计学分析,对德宏当地HIV-1的基因型分布、重组毒株流行特征以及影响不同亚型分布的流行病学因素进行评估。结果:1.德宏州低龄青年中HIV-1亚型的分布2009年-2012年共采集样本205份。对gag、pol和近全长基因组(near full-length genome,NFLG)的进行扩增,分别获得序列72条,205条和25条。通过系统进化分析和重组模式分析,确定了这205条序列的基因型。其中,BC 类型重组毒株占 40.0%;其次为 01BC(19.5%)、CRF0I_AE(14.1%)、C(10.2%)、01C(4.9%)、CRF08_BC(4.9%)、B(4.4%)、CRF07—BC(1.5%)和 01B(0.5%)。研究发现,在所有的重组毒株中,有Ⅱ簇序列能够很好的聚为一支,并且在pol基因和gag基因上具有相同的重组断点。根据流行重组型毒株CRF(circulating recombinant forms)的定义,我们将这些分支称为潜在流行重组型毒株(potential CRFs,pCRFs)。pCRFs 占总数的 26.3%,单一重组型毒株(unique recombinant forms,URF)占总数的38.5%。2.重组毒株的发生与传播 利用近全长基因组扩增技术,对所有pCRFs进行了 NFLG的扩增,并对其重组断点进行了分析。依据确定一个新的CRF的基本要求,我们确定了4 种新的 CRFs,分别命名为 CRF57—BC、CRF62—BC、CRF64_BC 和 CRF65—cpx。利用贝叶斯分子钟合并理论构建最大分支可信度系统进化树(maximum clade credibility tree,MCC tree),同时估算出这四种CRFs的最近共同祖先株的起源时间(time of most recent common ancestor,tMRCA),分别为 CRF57_BC:1998.6(95%HPD:1994.3-2003);CRF62_BC:2003.8(2000.4-2006.6);CRF64_BC:2001.1(1995.3-2005);CRF65_cpx:2004.2(2001-2006.9)。基于Bayesian skyline plot模型重建德宏重组毒株流行史可以发现,该地从1990-2010的20年间先后两次出现了重组毒株的快速增长期,在这两次快速增长期中,不断有新的重组毒株的产生和流行或者消亡。尽管部分pCRFs在德宏流行时间较长,但是传播范围较为局限,多为本地流行。值得注意的是,pCRF4(CRF65_cpx)、pCRF6和pCRF9能够与其他地区来源的序列聚为一支,具有向外传播的风险。特征性序列比对发现,德宏重组毒株RNA二聚体形成起始信号区(dimerization initiation signal,DIS)基序的一致性(GTGCAC)可能有助于病毒包装过程中异源二聚体RNA的形成,增加了病毒二次重组的可能性。3.重组毒株流行特征性位点预测以CRF07_BC为背景,预测德宏BC重组型毒株(DH-BC)在各蛋白上是否存在特异性的位点,使之与CRF07_BC的流行大相径庭。同时为了排除亚型间差异位点的感染,我们分别选取了中国和北美来源的B亚型以及非洲来源的C亚型作为亚型间差异参考。只有当DH_BC的某个位点与其余各组数据间均产生差异时,才认为该点在流行.上具有特征性。通过计算各蛋白氨基酸位点的熵值,我们共发现有42个氨基酸位点的变异度与CRF07_BC存在显著差异,其在各蛋白上的分布分别为Gag蛋白4个,Pol蛋白10个,Env蛋白6个,Vif蛋白3个,Vpr蛋白2个,Vpu蛋白9个,Tat蛋白2个,Rev蛋白4个以及Nef蛋白2个。在这些氨基酸位点中,我们发现某些氨基酸位点处于CTL表位,而这些表位都是经过试验证实与HLA限制性基因相关的。这些位点包括Gag蛋白200M和368S,Pol蛋白91E、125K、126K和 926K,Env 蛋白61Y、791E 和 805L,Vif 蛋白31V,Vpu 蛋白6I和 34K 以及 Nef蛋白133V,其中Vif蛋白31V和Nef蛋白133V的熵值要低于CRF07_BC相应位点。通过比较不同蛋白位点氨基酸分布频率,我们发现DH_BC中存在15个位点与CRF07_BC存在差异,其中Vpu蛋白 R35K和Nef蛋白 Y81F、H187Q位于CTL表位上,其变异的产生可能与相应的HLA限制性基因逃逸突变相关。通过对这三个位点二级和三级结构的预测,我们发现,位点上的变异可以通过核酸结合位点的产生或消失,以及空间结构的改变导致生物学活性的差异,从而影响病毒在不同人群中的传播。4.业型分布的流行病学成因 本研究中,我们共纳入研究对象205例。对这些感染者的流行病学资料进行整理发现,德宏州低龄青年HIV-1感染者中主要通过性途径(74.1%)感染艾滋病毒,少数民族占比较高(59.5%),文化水平普遍较低(高中及以上学历者约6.3%),多以务农为主(74.6%)。这些感染者中,超过四分之一为缅甸籍人员,表明两地人口流动较为频繁。对不同类型HIV-1的分布进行统计学分析发现,不同类型HIV-1毒株的分布在民族(P<0.001)、文化程度(P = 0.001)、职业(P = 0.01)以及感染途径(P = 0.008)上具有极显著的差异。根据流行范围的广度,将这些毒株分为三类:常规流行毒株(B、C、CRF07—BC、CRF08_BC 和 CRF01_AE),pCRFs 和 URFs。多因素回归分析发现,相对于常规流行毒株的分布,URFs类型毒株的分布与低文化程度(AOR:2.54,95%CI:1.13-5.68)以及感染者的居住地(AOR缅甸:3.43,1.29-9.12;AOR边远地区:2.92,1.28-6.65)呈现出正相关性。在此基础上,依据这三类分组中是否含有AE相关亚型,将所有亚型毒株分为六类:pure_AE(CRF011_AE)、pure_BC(B、C、CRF07_BC 和 CRF08—BC)、pCRFs_AE、pCRFs_BC、URFs_AE 和 URFs_BC。卡方分析发现,这六类亚型在采样时间(P = 0.019)、民族(P<0.001)、文化程度(P<0.001)、职业(P = 0.028)、居住地(P = 0.002)和感染途径(P = 0.003)上存在着显著的差异。多因素logistic回归分析发现,相对于CRF01_AE在汉族中的分布,pure_BC(18.9,2.13-168.5)、pCRFs_BC(25.5,2.76-236.0)、URFs_AE(10.0,1.02-98.0)和URFs_BC(18.2,2.06-160.5)与景颇族人员的感染呈现出正相关;除此之外,URFs_BC的分布亦与傣族等少数民族(4.40,1.21-16.0)感染者呈正相关。相对于CRF01_AE在芒市的分布,URFs-BC的分布与感染者居住于德宏边远地区(4.68,0.76-13.9)呈现正相关。多元回归分析也表明,相对于性传播人群,德宏低龄青年IDU人群的分布与性别(AOR男性:27.25,5.77-128.6)婚姻状态(AOR单身:3.05,1.02-9.14)民族(AOR景颇族:8.65,2.21-33.12)和居住地(AOR缅甸:12.79,2.04-80.12)呈现正相关。结论:德宏低龄青年主要通过异性传播途径感染HIV-1。人群中HVI-1基因型分布相当复杂,以重组毒株为主,单一重组型毒株和多种流行重组型毒株共同流行。高比例的重组毒株在以性传播为主的人群中发生大规模流行在其他国家和地区是十分罕见的。通过对重组毒株的发生与传播研究发现,重组毒株的流行范围较为局限,但已有向外传播的迹象,因此如何防止URFs产生,阻止URFs毒株向CRFs毒株转变以及CRFs毒株向其他地区传播是当地HIV-1防控面临的巨大挑战之一。通过重组毒株流行病学成因分析,我们发现,不同类型HIV-1的分布主要受到民族、文化程度和居住地的影响。对德宏边远地区景颇族吸毒人群防控坑有助于新的重组毒株的产生和传播;加强芒市等较发达地区对性传播途径的防控可能有助于切断AE相关CRFs的流行。除此之外,只有加强中缅两国在德宏边境地区HIV-1的防控合作,尤其是在IDU人群的防控方面,才能有效的防止重组毒株的跨国传播,降低人群中HIV-1基因型复杂度,进而减少HIV-1感染者数量。