一篇論文,關(guān)于一個(gè)家庭內(nèi)部 HIV 的傳播溯源。
2023年10月,福建省某醫(yī)院,一個(gè) 16 個(gè)月大的幼兒因支氣管肺炎就診,結(jié)果發(fā)現(xiàn)感染HIV-1。病毒載量(可以理解為病毒在血液中的濃度)相當(dāng)高,達(dá)到了每毫升血液24.1 萬拷貝。
隨后其父親(34 歲)母親(33 歲)也被確診為HIV-1陽性。一家三人為福建省籍,現(xiàn)住址為北京市。
通常來說,嬰幼兒感染HIV最主要的途徑是“母嬰傳播”,也就是在懷孕、分娩或哺乳期間,從母親那里感染。
調(diào)閱了母親懷孕期間和孩子出生時(shí)的醫(yī)療記錄后發(fā)現(xiàn),2022年6月,也就是孩子出生的時(shí)候,醫(yī)院不僅為母親做了檢測(cè),還保留了孩子的臍帶血,做了HIV抗原抗體和核酸雙重檢測(cè),結(jié)果都是陰性。
這意味著,孩子出生那一刻,孩子和母親都是健康的,沒有感染HIV。
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接下來,這家里每個(gè)人感染的 HIV 序列,被送去進(jìn)行“系統(tǒng)進(jìn)化分析”,也就是追溯病毒的家譜。
HIV病毒是有點(diǎn)像一臺(tái)容易出錯(cuò)的復(fù)印機(jī)。在復(fù)制過程里,很容易出點(diǎn)突變,這些突變會(huì)代代相傳。所以,同一個(gè)感染者體內(nèi)的所有病毒,都源自最初進(jìn)入體內(nèi)的那幾個(gè)祖先病毒,它們之間就像一個(gè)龐大的家族,雖然有細(xì)微差別,但總體上非常相似。
而如果A把病毒傳給了B,那么B體內(nèi)的病毒,就是從A體內(nèi)的病毒復(fù)制而來的。B體內(nèi)的病毒群,就像是A體內(nèi)病毒群的后代。它們之間會(huì)更像一些。
反之,如果兩個(gè)人的病毒來源完全不同,那么他們體內(nèi)的病毒就會(huì)差異巨大,就像兩個(gè)毫無血緣關(guān)系的路人。
“系統(tǒng)進(jìn)化分析”做的,就是把這個(gè)家庭三人血液樣本中的HIV病毒基因序列全部讀出來,然后比較它們之間的相似度。通過復(fù)雜的計(jì)算機(jī)算法,可以畫出一棵進(jìn)化樹,也就是病毒的“家譜”。
在這棵樹上:
?? 親緣關(guān)系近的病毒(比如來自同一個(gè)人,或者有直接傳播關(guān)系的人),會(huì)被聚在同一個(gè)小樹枝上。
?? 親緣關(guān)系遠(yuǎn)的病毒,則會(huì)分布在不同的、相距遙遠(yuǎn)的大樹杈上。
?? 這棵樹還能顯示出“輩分”。位于樹根位置的病毒,就是這個(gè)傳播鏈條里的“祖先”。
通過這張“病毒家譜”,誰是源頭,誰被誰感染,往往一目了然。
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不僅可以查出誰傳誰,甚至可以大致定出傳染時(shí)間。
病毒的突變雖然是隨機(jī)的,但從宏觀上看,它發(fā)生的速度(突變率)大致是恒定的。就像一個(gè)時(shí)鐘,雖然秒針有時(shí)會(huì)稍微快一點(diǎn)或慢一點(diǎn),但長期來看,它走時(shí)的節(jié)奏是穩(wěn)定的。
這個(gè)就是“分子鐘”。
舉個(gè)例子,從父親和母親體內(nèi)各取了一個(gè)病毒樣本。通過比較基因序列,發(fā)現(xiàn)它們之間有100個(gè)堿基的差異。如果這種病毒平均每1年產(chǎn)生20個(gè)堿基的差異,那么就可以推斷出,這兩個(gè)病毒大約在5年前(100 ÷ 20 = 5)是同一個(gè),也就是它們擁有一個(gè) 5 年前的“共同祖先”。這個(gè)“共同祖先”存在的時(shí)間點(diǎn),在科學(xué)上叫做“最近共同祖先時(shí)間”(tMRCA)。
這個(gè)時(shí)間點(diǎn),就約等于病毒從一個(gè)人傳播到另一個(gè)人的時(shí)間。
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結(jié)果發(fā)現(xiàn),這家人體內(nèi)的 HIV毒株基因亞型為CRF01_AE_C4,來源于北京MSM(男男性行為人群)。
在病毒的進(jìn)化樹上,父親的病毒序列,位于這個(gè)家庭小簇的最根部,就像是這棵小樹的樹根。而母親和孩子的病毒序列,則共同形成了一個(gè)新的、更年輕的“分叉”,從父親的“樹根”上生長出來。
在這個(gè)家庭內(nèi)部,父親是病毒的源頭,也就是家庭內(nèi)的“零號(hào)病人”。
在母子分叉上,母親的毒株序列位于根部,提示可能病毒由母親傳染給幼兒。
父親的tMRCA為2023.29,推斷感染時(shí)間為2023年3月。
母親與幼兒的tMRCA 都是 2023.68,感染時(shí)間推斷為2023年8月。
母親和幼兒感染時(shí)間點(diǎn)十分接近,母親可能迅速進(jìn)入急性感染期,體內(nèi)的病毒通過母乳傳給了幼兒。
2023年10月,幼兒被發(fā)現(xiàn)時(shí),正處于急性感染期,因此體內(nèi)病毒量極高。
一個(gè)完整的傳播鏈條如下:
北京MSM社群 → 父親(2023年3月,經(jīng)男男性行為)→ 母親(2023年8月,經(jīng)異性性行為)→ 嬰兒(2023年8月,經(jīng)母乳喂養(yǎng))
2023 年 11 月 15 日,一家三口開始用藥,進(jìn)行聯(lián)合抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療。
肖明鳳,李建維,葉江竹,等.一起家庭內(nèi)HIV-1傳播感染事件的溯源調(diào)查[J].中國艾滋病性病,2025,31(04):384-389.DOI:10.13419/j.cnki.aids.2025.04.07.
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