HIV-1 envelope gene evolution in antiretroviral drug resistance strains

การศึกษาวิวัฒนาการของยีน envelope ในเชื้อเอชไอวี-1 สายพันธุ์ดื้อยาต้านไวรัส

Name: Niracha Athipanyasil

MeSH: Codon

MeSH: Antiretroviral Agents

MeSH: Drug Resistance

MeSH: HIV-1

Abstract: The aim of antiretroviral therapy is to treat HIV-1 infected individuals to reduce plasma viral load. However, prolonged treatment with antiretroviral drugs results in the selection of HIV-1 variants with resistance to antiretroviral drugs. Also, HIV-1 env gene was reported to be important for HIV-1 biological properties which are related to its pathogenesis. Therefore, this study aimed to study the effect of pressure from antiretroviral treatment which causes mutation in pol gene on env gene evolution. The EDTA blood samples from 5 HIV-1 infected patients (CH, NA, TI, VI and YU), which were collected before and after antiretroviral drug failure, were used for detection of mutation in pol gene by genotyping assay. The most frequent of NRTI drug resistant codon mutations among these subjects were D67N (40%), M184V (40%) T215F/Y (60%) and NNRTI drug resistant codon mutations were K103N (40%), V108I (40%) and Y181C (40%). Phylogenetic analysis of pol (RT) and env (gp120) genes of HIV-1 from 5 subjects showed that they all were HIV-1 CRF01_AE. The numbers of N-linked glycosylation sites from 5 subjects were predicted and compared between naïve and resistant strains. Additional sites of N-linked glycosylation were found in 3 subjects (CH, TI, and YU) and reductions in N-linked glycosylation were found in only 1 subject (VI). However, one subject (NA) which had the number of N-linked glycosylation sites before and after antiretroviral failure was equal but position of N-linked glycosylation sites were different. For analysis of coreceptor usage by V3 loop amino acid prediction, 4 of 5 subjects (CH, NA, TI and VI) had CCR5 coreceptor and the CXCR4 coreceptor usage was found only in YU. Linear regression analysis was used to compare the relationship of intrapatient genetic diversity between pol (RT) and env (gp120) in 5 subjects (before and after antiretroviral drug failure). The linear regression analysis indicated that pol (RT) and env (gp120) had an inverse relationship (R=-0.766). For the study of HIV-1 gp120 function, infectious HIV-1 molecular clones of viruses isolated from 2 subjects (NA and VI) were compared. The average p24 antigen production of the infectious virus from drug naïve clones gave higher in p24 antigen production than in drug resistant clones. These findings suggest the effect of antiretroviral drug treatment HIV-1 env gene evolution and its fitness might benefit from the monitoring of patients and designing treatment protocol.

Abstract: การรักษาผู้ติดเชื้อเอชไอวี 1 ด้วยยาต้านไวรัสเพื่อลดปริมาณไวรัสในกระแสเลือด แต่การรักษาติดต่อกันเป็นระยะเวลานานส่งผลให้เกิดเชื้อเอชไอวี 1 ที่ดื้อต่อยาต้านไวรัสได้ นอกจากนี้มีรายงานว่ายีน env ของเชื้อเอชไอวี 1 มีความสำคัญต่อการเกิดพยาธิสภาพ ดังนั้นการศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบต่อวิวัฒนาการที่เกิดขึ้นในยีนenv อันเนื่องมาจากการรักษาผู้ป่วยด้วยยาต้านไวรัสซึ่งทำให้ไวรัสเกิดการกลายพันธุ์ในยีน pol ได้เก็บเลือดไม่แข็งตัวชนิดอีดีทีเอจากผู้ติดเชื้อเอชไอวี 1 ก่อนที่การรักษาด้วยยาต้านไวรัสและหลังจากการรักษาด้วยยาต้านไวรัสล้มเหลวจำนวน 5 ราย (CH, NA, TI, VI และ YU) มาตรวจหาตำแหน่งการกลายพันธุ์ของการดื้อยาบนยีน pol จากการศึกษาพบว่าตำแหน่งที่พบมากในผู้ติดเชื้อที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับการดื้อยาในกลุ่ม NRTI คือ D67N (40%), M184V (40%) และT215F/Y (60%) และตำแหน่งที่พบมากซึ่งเกี่ยวข้องกับการดื้อยาในกลุ่ม NNRTI คือ K103N (40%), V108I (40%) และ Y181C (40%) ได้ศึกษาความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของเชื้อเอชไอวี 1 ส่วนยีน pol (RT) และ env (gp120) ในผู้ติดเชื้อทั้ง 5 รายพบว่าเป็นเชื้อเอชไอวี 1 สัปทัยป์ CRF01_AE (100%) และทำนาย N-linked glycosylation บนยีน env เพื่อเปรียบเทียบระหว่างไวรัสสายพันธุ์ที่ไม่ดื้อและสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยาต้านไวรัสพบว่ามีจำนวน N-linked glycosylation เพิ่มขึ้นในสายพันธุ์ที่ดื้อยาต้านไวรัสจำนวน 3 ราย (CH,TIและYU) มี N-linked glycosylation ลดลงในสายพันธุ์ที่ดื้อยาต้านไวรัสจำนวน 1 ราย (VI) และพบผู้ติดเชื้อ 1 ราย (NA) ที่จำนวน N-linked glycosylation เท่ากันทั้งในสายพันธุ์ที่ดื้อยาและไม่ดื้อต่อยาต้านไวรัสแต่ตำแหน่งต่างกัน จากการวิเคราะห์การใช้ coreceptor โดยการทำนายกรดอะมิโนบริเวณ V3 พบว่ามีผู้ติดเชื้อจำนวน 4 ราย (CH,NA,TI และ VI) ที่ไวรัสใช้ coreceptor ชนิด CCR5 และมี 1 ราย(YU) ที่ไวรัสใช้ coreceptor ชนิด CXCR4 การวิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงเส้นถูกนำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบความสัมพันธ์ของ intrapatient genetic diversity ระหว่างยีน pol (RT) และยีน env (gp120) ในผู้ติดเชื้อทั้ง 5 รายพบว่า intrapatient genetic diversity ระหว่างยีน pol (RT) และยีน env (gp120) มีความสัมพันธ์แบบผกผัน (R=-0.766) การศึกษาการทำงานของยีน env (gp120) ทำโดยนำ infectious molecular clones ของผู้ติดเชื้อ 2 ราย(NAและVI) มาเปรียบเทียบการสร้างแอนติเจน p24 ผลพบว่าค่าแอนติเจน p24 ที่สร้างจากไวรัสสายพันธุ์ที่ไม่ดื้อยาให้ค่าสูงกว่าสายพันธุ์ที่ดื้อยา ดังนั้นการศึกษาในครั้งนี้ได้แสดงถึงผลของยาต้านไวรัสที่มีต่อวิวัฒนาการและการทำงานของยีน env ของเชื้อเอชไอวี ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในการติดตามการรักษาในผู้ป่วยและใช้ในการวางแผนการรักษาได้

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Ruengpung Sutthent

Role: Thesis Advisors

Created: 2007

Modified: 2553-06-19

Issued: 2010-06-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH N721H 2007

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Microbiology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4736621.pdf	1.41 MB	36	2024-03-07 14:51:30

ใช้เวลา

0.305459 วินาที