中国人HLA-I基因多态性与HIV-1免疫逃逸变异的相关性研究

Host immune presssure always leads to typical escape mutations of HIV-1. Study on the pattern of HIV-1 mutation under host immune pressure will be helpful for illustration of host specific immunol mechanism, finding of specific immunol epitope, and success of HIV-1 vaccine. HLA-I plays important role in presentation of epitopes to cytotoxic T cells. The polymorphism of MHC-I gene, which codes HLA-I protein, has important effects on host immune response. Many studies suggested close relationship between MHC-I polymorphism and HIV-1 infection or replication. Since much difference of HLA-I protein could be found among different populations, Chinese participants will be enrolled as the study subjects. Several epidemiological studies , including cross-sectional study basing on participants containing different HLA-I genetic backgroud, cohort study basing on populations containing similar HLA-I genetic background, will be fulfilled as the study design. Bioinformatic and statistical methods will be combined to analyze the correlation between host HLA-I genetic polymorphism and HIV-1 genetic mutations, observe the specific evolution pattern of HIV-1, screen and identify mutations in epitopes targeted by CTL mediated by specific HLA-I. Then those mutations which can cause the decrease of viral repliation fitness will be identified. The results of the study will be important for the study of HIV-1 vaccines which can be used in Chinese population.

HIV-1的变异在机体免疫压力作用下呈现一定的规律性。阐明这种变异模式对于研究机体特异性免疫机制、寻找特异性免疫表位、研究有效的HIV-1疫苗至关重要。HLA-I分子为机体特异性细胞免疫反应提呈表位，其多态性直接影响机体的免疫应答效率。大量研究显示HLA-I基因多态性与HIV-1的感染和复制相关。不同人群的HLA-I分子具有很大的差异，本研究拟以中国的HIV-1感染者为研究对象，对HLA-I遗传背景不同的个体进行横断面研究，对HLA-I遗传背景相似的个体进行队列研究，结合运用生物信息学和统计学方法，分析HLA-I基因多态性和HIV-1感染者体内病毒基因序列变异的关系，观察HIV-1变异模式，筛选、鉴定能够引起病毒复制能力降低的HLA-I限制性免疫逃逸突变，为研究适合我国人群使用的HIV-1疫苗奠定基础。

高度的变异性是HIV-1的主要特点之一，是抗病毒治疗和疫苗研究的重大挑战。大量的研究显示，HIV-1在体内的变异模式与HLA-I类分子限制性细胞毒性T细胞（CTL）反应相关。中国人的HLA-I基因多态性明显区别于其他人群，因此，分析中国人HLA分子多态性与HIV变异的相关性，筛选中国人群HLA-I限制性病毒表位突变对于研究适合中国人使用的HIV-1疫苗至关重要。本研究以中国的HIV-1感染者为研究对象，分析不同HLA-I分型的HIV-1感染者体内HIV-1基因序列，筛选HIV-1逃逸HLA-I限制性免疫的突变位点，构建中国HIV-1流行毒株感染性克隆，分析基因突变对HIV复制能力的影响，为研究针对中国HIV流行毒株的疫苗奠定基础。主要研究结果包括：（1）建立了基于单分子扩增测序和深度测序方法的高分辨率的HLA-I类分子基因多态性检测方法。（2）完成了我国部分优势毒株的基因多态性和系统进化分析。针对全国流行的CRF07_BC毒株分析显示， 来自MSMs人群的毒株形成一个大簇，传入时间为2000年（HPD:1999-2003），CRF07_BC传入MSMs人群导致了其第二次快速播散。（3）HIV-1逃逸HLA-I限制性免疫的基因突变的筛选及突变模式研究：完成552例感染了我国优势HIV毒株（CRF01_AE、CRF07_BC、CRF08_BC和B）的感染者的HLA-I类分子高分辨率基因分型，发现HLA-A*11:01:01为发生频率最高的HLA-A类分子（24.19%），HLA-B*46:01:01为发生频率最高的HLA-B类分子（14.04%），HLA-C*01:02:01为发生频率最高的HLA-C类分子（23.43%），各地HLA-I类分子分型分布存在差异。经过系统进化分析，共发现11种HLA-A分型、26种HLA-B分型，13种HLA-C分型与HIV基因突变相关，突变的位点数目分别为302、150、95个。（4）HIV-1感染性克隆的构建及突变对HIV-1复制能力影响研究：成功构建了我国流行的CRF01_AE毒株的感染性克隆，证实其体外复制能力与野生型毒株无差异;分析了Rev101位点突变对病毒复制能力的影响，发现Rev101提前终止子明显降低B亚型毒株的体外复制能力。