在一項新的研究中，來自美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員證實計算機模擬能夠準確地預測HIV在人群中的傳播，這可能有助于預防這種病毒感染。這些模擬結果與從洛斯阿拉莫斯國家實驗室開發(fā)和維持的一個全球公共HIV數(shù)據(jù)庫中獲得的實際DNA數(shù)據(jù)相一致。這個數(shù)據(jù)庫含有84多萬個已發(fā)布的用于科學研究的HIV序列。相關研究結果于2018年7月30日在線發(fā)表在Nature Microbiology期刊上，論文標題為“Phylogenetic patterns recover known HIV epidemiological relationships and reveal common transmission of multiple variants”。

圖片來自Los Alamos National Laboratory。

論文第一作者、洛斯阿拉莫斯國家實驗室計算生物學家Thomas Leitner說，“我們尋找了我們在這些模擬結果中觀察到的特殊遺傳模式，而且我們能夠證實這些模式也適用于涵蓋整個HIV流行病的真實數(shù)據(jù)。”

Leitner指出，以這種方式研究HIV是特別有意義的，這是因為這種病毒在每個受感染的人體內(nèi)快速地且不斷地發(fā)生變異。它的遺傳密碼中不斷變化的“遺傳特征（genetic signature）”為人們確定HIV感染的起源和時間框架提供了一條路徑，而且如今經(jīng)證實這種計算機模擬成功地追蹤和預測這種病毒在人群中的遷移。

HIV的快速突變能力對流行病學調查是有用的，但這也是很難用疫苗加以治療的特征之一。

Leitner和論文共同作者、洛斯阿拉莫斯國家實驗室理論生物學家Ethan Romero-Severson利用系統(tǒng)發(fā)育方法研究HIV遺傳密碼中的進化關系，以評估這種病毒的傳播途徑。他們發(fā)現(xiàn)某些系統(tǒng)發(fā)育“譜系樹”模式與來自955對人的DNA數(shù)據(jù)存在關聯(lián)，其中在這955對人中，這種病毒的傳播者和受害者是已知的。

這兩名作者寫道，“根據(jù)諸如伴侶研究、母嬰傳播、通過接觸追蹤確定的HIV感染者和受害者以及刑事案件之類的流行病學信息，這些HIV傳播存在著已知的關聯(lián)性。”

這些研究人員計劃開發(fā)公共衛(wèi)生計算工具來幫助各個衛(wèi)生機構跟蹤這種疾病并為有針對性的預防活動分配資源。Leitner說，“我們希望這些工具將有助于阻止未來的新感染。”

Leitner說，這些最先進的建模工具也可用于預測其他快速發(fā)展的傳染病的模式。

參考資料：Thomas Leitner & Ethan Romero-Severson. Phylogenetic patterns recover known HIV epidemiological relationships and reveal common transmission of multiple variants. Nature Microbiology, Published Online: 30 July 2018, doi:10.1038/s41564-018-0204-9.