我国乙肝病毒的分子进化趋势及其对宏观传播动力学的影响

Hepatitis B is one of the main infectious diseases in our country. Understanding the molecular evolutionary dynamics of hepatitis B virus (HBV) and its impact on the spread of the disease plays an important role in the prevention and control of hepatitis B in our country. In this project, first, we will collect and process the four epidemiological serosurvey data of hepatitis B in China and other clinical observation data. Then through quantitatively analyzing the informatics characteristics of HBV genome sequences and building the molecular evolutionary dynamic models, we will reveal the distribution characteristics of HBV genotypes in China and their molecular evolutionary rules, evolutionary rates and evolutionary trends, and to clarify the formation mechanisms of HBV genetic diversity in China and their biological characteristics. Second, according to the mechanisms of hepatitis B virus infection and the propagation characteristics of HBV, we will construct the viral dynamic model and the transmission dynamic model of HBV. Through qualitative analysis, parameters estimation and numerical simulations, we will clarify the dynamical processes of infection, replication, diffusion and clearance of different HBV genotypes, and reveal how the different viral dynamical behaviors of HBV genotypes and HBV mutants affect the transmission dynamics of hepatitis B in our country. In addition, through combining the evolutionary trends of HBV, we will predict the change trends of HBsAg carrying rates and HBV infection rates in different regions and different age groups, and find the key measures and optimal strategies to treat and prevent the hepatitis B disease. Our study can provide the scientific evidences and quantitative references for the prevention and treatment of HBV in China.

乙型肝炎是我国的主要传染病之一。理解我国乙肝病毒（HBV）的分子进化规律、变异趋势及其对宏观传播的影响对我国乙肝的防治具有重要的作用。首先，我们将结合我国4次乙肝血清流行病学调查数据和实际临床观测数据等信息，系统定量分析HBV全基因组序列的信息学特征，构建分子进化动力学模型，揭示我国HBV基因型的分布特征、分子进化规律和进化趋势，阐明我国HBV基因型进化多样性的形成机制及其生物学特性。其次，我们将根据我国HBV的感染机理和传播特点，建立HBV病毒动力学模型和传播动力学模型，通过定性分析、参数估计和数值模拟等，阐明不同基因型HBV感染、复制、扩散和清除的动力学过程，揭示不同基因型HBV病毒动力学行为和HBV变异株对我国乙肝宏观传播的影响，结合HBV进化趋势，预测我国不同地区、不同年龄人群HBsAg携带率的变化趋势，找到防治乙肝的最优策略，为完善我国乙肝的长远防治规划提供科学依据和定量参考。

乙型肝炎是我国的重大传染病之一。结合1979、1992、2006和2014年我国的4次乙肝血清流行病学调查数据和临床观测数据等数据信息，第一，我们分析比较了中国1992和2014年不同流行地区1~29岁人群乙型肝炎血清学指标阳性率，评价了乙型肝炎预防控制效果。对比分析了中国2006和2014年1～29岁乙型肝炎病毒易感人群的流行病学特征等。第二，我们构建了具有年龄结构的乙肝传播动力学模型，利用非线性最小二乘法等方法估计了我国乙肝表面抗原的年清除率，预测了我国HBsAg流行率的发展变化趋势。第三，我们利用动力学模型估计了扩大乙肝检测和治疗范围对我国乙肝宏观流行趋势的影响。评价了新生儿乙肝疫苗接种对乙肝病毒感染的长期影响。研究了抗病毒治疗以及性传播方式对我国乙型肝炎宏观流行趋势的影响。为国家制定乙肝等重大传染病的长远防治规划提供定量参考和科学依据。第四，我们系统综述了如何利用乙肝病毒传播动力学模型探讨免疫预防新策略。总结了HBV病毒动力学模型的研究进展，相关结果对我们结合实际数据研究乙肝病毒感染的病毒动力学模型奠定了坚实的基础。总的来讲，我们建立了一套系统定量研究HBV等病毒发生发展机理的数学模型、计算方法和研究体系，为我国制定乙肝等重大传染病的长远防治规划提供定量参考和科学依据，为乙肝病人的个体化治疗提供了精准治疗方案，将产生重要的应用价值。