中国东部发达地区CRF07_BC感染患者中活跃且快速增长的传播簇的驱动因素分析

Analysis of the Driving Factors of Active and Rapid Growth Clusters Among CRF07_BC-Infected Patients in a Developed Area in Eastern China

作者信息Qin Fan, Jiafeng Zhang, Mingyu Luo, Jiaming Yao, Rui Ge, Yong Yan, Xiaobei Ding, Wanjun Chen, Xiaohong Pan
PMID33728360
发布时间2021-02-04
DOI10.1093/ofid/ofab051

实验完整度

中

包含系统发育分析、分子传播网络分析、贝叶斯进化分析及流行病学调查,但功能验证和机制验证不足。

主要模型

新确诊HIV-1 CRF07_BC感染患者 MSM人群 异性恋人群

重点核对

最佳遗传距离为0.01替换/位点 样本采集时间2015-2018年 序列长度>1000 bp(HXB2: 2253-3265 nt) 分组比较(网络内≥1链接 vs 网络外0链接) 关键个体定义(≥4链接)

摘要

背景 本研究的目的是研究中国东部发达地区CRF07_BC感染患者的分子传播和遗传进化特征。 方法 获取2015-2018年新确诊HIV-1阳性患者的血浆样本及基本人口统计学和流行病学信息。选取CRF07_BC感染患者的pol序列进行系统发育、分子传播网络和贝叶斯进化分析。 结果 成功获得258份CRF07_BC样本的pol序列。系统发育分析显示两个不同的谱系:谱系1(66.3%,171/258),主要来自男男性行为者(MSM)和一些异性恋者;谱系2(33.7%,87/258),主要来自异性恋者。在最佳遗传距离为0.01个替换/位点下,163个个体(63.2%,163/258)形成23个组,包括6个簇和17个双联体。发现一个明显的大且快速增长的簇(C1),包含105个个体,其中MSM且连接数≥4的个体具有相当高的传播风险(教育背景低、性行为活跃、性保护意识低等)。根据贝叶斯分析,大多数C1分支形成于2005年至2009年,其中大部分与安徽省的CRF07_BC流行株在地理上密切相关。 结论 我们阐明了HIV-1 CRF07_BC的本地传播特征和流行模式,揭示MSM(尤其是连接数≥4者)可能是区域CRF07_BC疫情中形成活跃和快速增长网络的重要驱动因素。因此,基于分子方法的独特区域和风险群体特异性传播网络分析可为更有效的干预策略提供关键而有洞察力的信息,以限制未来HIV-1传播。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在中国东部发达地区,CRF07_BC感染患者中哪些因素驱动了活跃且快速增长的传播网络的形成?
核心机制
MSM(尤其是连接数≥4者)通过活跃的性行为、低教育背景和低性保护意识,可能作为超级传播者驱动传播网络的快速增长。
主要证据
基于258份CRF07_BC pol序列的系统发育和分子传播网络分析,识别出包含105个个体的快速增长的簇C1,其中MSM占88.7%,且关键个体具有高风险特征。
研究意义
该研究首次在中国东部发达地区使用分子传播网络方法,为地区特异性干预策略提供了关键信息,以限制HIV-1传播。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

样本采集与序列获取

获取新确诊HIV-1阳性患者的血浆样本及pol序列,用于后续分析。

从2015-2018年间新确诊的806名HIV-1阳性患者中采集血浆样本,提取RNA并扩增pol基因(HXB2: 2253-3306),最终获得258份CRF07_BC序列。

2

系统发育分析

分析CRF07_BC序列的进化关系,识别不同谱系及风险群体分布。

使用FastTree v2.3基于GTR+G+I模型构建最大似然树,以HIV-1 subtype K作为外群,识别出2个谱系。

3

分子传播网络构建与分析

识别潜在的传播簇和关键传播者,分析不同风险群体的连接模式。

使用TN93方法计算成对遗传距离,以最优遗传距离0.01为阈值,用Cytoscape v3.6.2构建网络,并分析节点连接数。

4

贝叶斯进化分析

推断活跃簇C1的进化历史、有效种群大小变化和地理关联。

使用BEAST v1.7.2进行BSP分析和MCC树构建,估算进化速率和tMRCA。

5

风险因素分析

识别关键个体(≥4链接)的社会人口学和行为学特征。

对50名关键个体进行详细流行病学调查,分析其年龄、性别、教育、性行为等特征。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
QIAamp病毒RNA迷你试剂盒Qiagen--
SequencherGene Codes--
Bio-EditBio-Edit--
FastTreeFastTree--
CytoscapeCytoscape--
BEASTBEAST--
jModelTestjModelTest--
TracerTracer--
FigTreeFigTree--
EpiDataEpiData--
SPSSSPSS--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集
样本来源:2015-2018年新确诊HIV-1阳性患者;样本量:806例;采集时间:2015年1月至2018年12月;纳入标准:新确诊且未治疗。
阅读提示:Methods: Study Population and Sample Collection
序列获取
RNA提取试剂盒:QIAamp Viral RNA Mini Kit;PCR扩增区域:HXB2 2253-3306;序列长度标准:>1000 bp;排除标准:≥5%模糊碱基。
阅读提示:Methods: Amplification of HIV-1 pol for Phylogenetic Analyses
系统发育分析
比对方法:ClustalW;修剪长度:>1000 bp(HXB2: 2253-3265 nt);建树方法:FastTree v2.3,GTR+G+I模型;支持值阈值:SH-like ≥0.90。
阅读提示:Methods: Phylogenetic and Drug Resistance Mutation Analyses
传播网络构建
遗传距离计算:TN93方法;最优距离阈值:0.01替换/位点;网络可视化:Cytoscape v3.6.2;高风险定义:≥4链接。
阅读提示:Methods: Identification and Analysis of the HIV-1 CRF07_BC Transmission Network
贝叶斯分析
BEAST版本:v1.7.2;运行链数:2;步数:50百万;模型选择:jModelTest v2.0.1(AIC);ESS阈值:>200。
阅读提示:Methods: Bayesian Markov Chain Monte Carlo Evolutionary Analysis