21、流感分段基因组动态的简单衡量方法

流感分段基因组动态的简单衡量方法

引言

流感疫情的严重程度，尤其是潜在的大流行，一直以来都极难预测。过去的研究多聚焦于逐个基因的分析方法，然而，如今人们逐渐认识到，整个基因组的动态变化对疫情的严重程度有着重要影响。本文介绍了一种简单的方法，用于衡量特定年份内流感在基因组层面的重配程度。通过对11年间采样的530个H1N1亚型完整基因组的分析，该方法能够解释美国人群中H1流感流行率58%的变异。这一方法（记为nRF）有望以较低成本改善流感监测项目。

2009年3月，一种新的甲型流感病毒在墨西哥和美国出现，并在随后几周迅速传播至全球。5月11日，世界卫生组织宣布这是21世纪的首次大流行。多项研究证实，这种病毒是在不同宿主中循环的病毒之间进行一系列特定基因物质交换后出现的。此次疫情给我们的一个教训是，人们未能预料到这种特定病毒的出现并引发人类大流行。这主要归因于传统的基因组动态监测方式：独立研究每个基因片段的进化历史（系统发育），并且同时分析多年的数据。本文的目标是提供一个简单工具，从基因组层面监测流感病毒的动态，同时整合所有基因片段的历史信息，并按年度进行监测，以便及时追踪基因组动态。

流感病毒是引起“流感”的病原体，在一个“正常”季节里，全球约有25万 - 50万人因流感死亡。流感病毒由蛋白质衣壳包裹其基因组以及一些结构蛋白组成。流感基因组由8个负义单链RNA分子片段组成，每个片段编码1 - 2种蛋白质，总共编码12种蛋白质。按大致的大小降序排列，这些基因编码聚合酶亚基（PB2、PB1和PA）、血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA）抗原、核蛋白（NP）、核糖核蛋白输出蛋白（NS2，也称为NEP）、干扰素拮抗剂（NS1）、离子通道蛋白（M2）和基质蛋白（M1）。其中，PB2 - F1和P