在一項(xiàng)新的研究中，來自美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員證實(shí)計(jì)算機(jī)模擬能夠準(zhǔn)確地預(yù)測HIV在人群中的傳播，這可能有助于預(yù)防這種病毒感染。這些模擬結(jié)果與從洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)和維持的一個(gè)全球公共HIV數(shù)據(jù)庫中獲得的實(shí)際DNA數(shù)據(jù)相一致。這個(gè)數(shù)據(jù)庫含有84多萬個(gè)已發(fā)布的用于科學(xué)研究的HIV序列。相關(guān)研究結(jié)果于2018年7月30日在線發(fā)表在Nature Microbiology期刊上，論文標(biāo)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(shí)驗(yàn)室計(jì)算生物學(xué)家Thomas Leitner說，“我們尋找了我們在這些模擬結(jié)果中觀察到的特殊遺傳模式，而且我們能夠證實(shí)這些模式也適用于涵蓋整個(gè)HIV流行病的真實(shí)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?yàn)檫@種病毒在每個(gè)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(shí)間框架提供了一條路徑，而且如今經(jīng)證實(shí)這種計(jì)算機(jī)模擬成功地追蹤和預(yù)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(xué)調(diào)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(shí)驗(yàn)室理論生物學(xué)家Ethan Romero-Severson利用系統(tǒng)發(fā)育方法研究HIV遺傳密碼中的進(jìn)化關(guān)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(guān)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(xué)信息，這些HIV傳播存在著已知的關(guān)聯(lián)性。”

這些研究人員計(jì)劃開發(fā)公共衛(wèi)生計(jì)算工具來幫助各個(gè)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)跟蹤這種疾病并為有針對性的預(yù)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(jìn)的建模工具也可用于預(yù)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.