eLife：利用病人样本找到HIV进化之路

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HIV突变频率快，能够在病人体内形成大量变异病毒。最近，来自多个研究机构的科学家们共同合作利用从早期到慢性感染的病人样本对HIV的进化过程进行了分析。

为了对HIV变异的进化过程和适应性进行描述，研究人员应用全基因组测序方法对HIV病人样本内的病毒RNA进行了分析。科学家们发现每个个体体内病毒变异的发展都有一定模式可以遵循--病毒基因组特定区域累积突变的速率比其他区域更快：一些对病毒复制具有重要功能的区域变异较少，并且来自同一个样本的几乎所有病毒都在这些重要位点有相同序列。而在突变并不会对病毒产生决定性变化的其他区域，变异持续增加，并且对于许多位点来说，一些替代变异在病毒群体中循环出现，这种多样性让病毒群体具有更好的适应能力。

这些病毒每年可在基因组最多1%的位置发生变异--这对应人类与黑猩猩之间的差别。这种频繁的突变能够帮助病毒躲避免疫系统，病毒也要付出功能性改变的代价。科学家们对HIV基因组每个位点最常出现的序列进行了计算，随后将计算出来的共有序列与病人样本序列进行了比较，结果发现有大约30%的变异是对共有序列的恢复。

研究人员表示："我们的一个主要发现就是病毒有它最喜欢的序列。免疫系统将病毒从它最喜欢的序列推开，而当免疫系统的压力中止，病毒就会回到这个序列。"

这些结果也能够帮助发现对抗HIV的新疫苗。虽然HIV存在许多不同的亚型，但病毒的弱点在完全不相干的感染过程中经常是相同的。科学家们应该着眼于这些共同的弱点进行疫苗开发。

研究人员还表示，病人体内HIV的发展也是分析进化的一个很好的模型。利用HIV进行研究，科学家们能够观察到从一年到另外一年的进化过程，而利用其他生物进行进化过程的研究则要花费几百万年的时间。

来源：生物谷

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Population genomics of intrapatient HIV-1 evolution

FabioZanini,JohannaBrodin,LinaThebo,ChristaLanz,G?ranBratt,JanAlbert,Richard ANeher

Many microbial populations rapidly adapt to changing environments with multiple variants competing for survival. To quantify such complex evolutionary dynamics in vivo, time resolved and genome wide data including rare variants are essential. We performed whole-genome deep sequencing of HIV-1 populations in 9 untreated patients, with 6-12 longitudinal samples per patient spanning 5-8 years of infection. The data can be accessed and explored via an interactive web application. We show that patterns of minor diversity are reproducible between patients and mirror global HIV-1 diversity, suggesting a universal landscape of fitness costs that control diversity. Reversions towards the ancestral HIV-1 sequence are observed throughout infection and account for almost one third of all sequence changes. Reversion rates depend strongly on conservation. Frequent recombination limits linkage disequilibrium to about 100bp in most of the genome, but strong hitch-hiking due to short range linkage limits diversity.

http://elifesciences.org/content/early/2015/12/11/eLife.11282