Genetic studies on the Hepatitis C virus

Abstract

Το κείμενο αυτό ασχολείται με την μελέτη της γενετικής ποικιλότητας του HCV. Στο πρώτο μέρος περιγράφεται για πρώτη φορά η μοριακή επιδημιολογία της HCV λοίμωξης στην Κύπρο ανάμεσα στο γενικό πληθυσμό και σε ομάδες υψηλού κινδύνου. Η φυλογενετική ανάλυση που έγινε με τις αλληλουχίες αυτές αποκάλυψε ψηλή γενετική ετερογένεια, πολυφυλετική λοίμωξη, πολλαπλά σημεία εισδοχής και την ύπαρξη ανασυνδυασμένων μορφών και μορφών που δεν ταξινομούνται με τους γνωστούς υπότυπους. Βρέθηκαν στελέχη από όλους τους γονότυπους, εκτός από τον 6. Ο κυρίαρχος γονότυπος ήταν ο 1, και μετά οι 3, 4, 2 και 5. Οι ομάδες υψηλού κινδύνου παρουσίασαν στελέχη μόνο από τους υπότυπους 3a, 1b και 1a. Η ύπαρξη κάποιων μονοφυλετικών σχέσεων με στελέχη από αυτές τις ομάδες δείχνει τη χρήση χρησιμοποιημένων συριγγών ή βελόνων ανάμεσα σε κάποια άτομα, αλλά η λοίμωξη στους χρήστες ενδοφλέβιων ναρκωτικών φαίνεται να κινείται παράλληλα με αυτή στο γενικό πληθυσμό. Το δεύτερο μέρος του κειμένου περιγράφει τον χαρακτηρισμό σπάνιων στελεχών HCV που βρέθηκαν στο γενικό πληθυσμό. Η σύγκριση αλληλουχιών και η φυλογενετική ανάλυση είχαν ως αποτέλεσμα τα ακόλουθα: Δύο στελέχη 2k/1b εξακριβώθηκαν, αυξάνοντας σημαντικά τα δεδομένα αλληλουχιών για το 2k/1b στις διεθνείς βάσεις δεδομένων, επιβεβαιώνοντας την εξάπλωση αυτού του είδους ανάμεσα σε χρήστες ενδοφλέβιων ναρκωτικών και την συσχέτισή του με χώρες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, και υποδηλώνοντας μια εξελικτική ιστορία πιο πολύπλοκη από ότι έχει τεθεί μέχρι σήμερα. Ένα στέλεχος που φαίνεται να ανήκει στον γονότυπο 1, αλλά που δεν ταξινομείται με κανένα γνωστό υπότυπο, ανακαλύφθηκε εδώ για πρώτη φορά. Δύο στελέχη ενός είδους που ανήκει στον γονότυπο 4 αλλά δεν ταξινομείται σε κάποιο γνωστό υπότυπο, αλληλουχήθηκαν σε σχεδόν ολόκληρο το γονιδίωμα για πρώτη φορά, παρέχοντας στελέχη αναφοράς για αυτό το είδος, που πιθανά ανήκει σε νέο υπότυπο, τον 4v. Η μοριακή επιδημιολογία της HCV λοίμωξης στην Κύπρο και η αλληλούχιση στο σχεδόν ολόκληρο γονιδίωμα καινούριων στελεχών παρουσιάζονται εδώ για πρώτη φορά, υπογραμμίζοντας την πρόσφατη μετατόπιση κάποιων υποτύπων προς την Ευρώπη και τονίζοντας το σημαντικό ρόλο των χρηστών ενδοφλέβιων ναρκωτικών και των μεταναστών. Στελέχη αναφοράς που να είναι γνωστή ολόκληρη η αλληλουχία τους για πιο σπάνια είδη είναι σημαντικά για καλύτερη ταξινόμηση, μοριακές μελέτες, και βελτιστοποίηση της θεραπείας.

This thesis is concerned with the investigation of the genetic variability of HCV, and is separated into two sections. In the first part, the molecular epidemiology of HCV infection in Cyprus is presented for the first time among the general population and within high-risk groups. Phylogenetic analysis of the resulting sequences revealed high genetic heterogeneity, a polyphyletic infection, multiple points of introduction, and the existence of recombinant and unclassified strains on the island. All HCV genotypes were discovered, except genotype 6. The most prevalent genotype was 1, followed by 3, 4, 2 and 5. The high risk groups only exhibited strains belonging to 3a, 1b and 1a. Certain monophyletic clusters among their sequences demonstrate needle or syringe sharing between individuals, but the infection in injecting drug users on the island seems to be running in parallel to that of the general population. The second part of the thesis describes the characterisation of uncommon HCV variants found in the general population. This was done using strain-specific experimental design for amplification and sequencing of multiple PCR products spanning the near-full genome. Sequence comparisons and phylogenetic analyses gave the following results: Two 2k/1b strains were identified, significantly increasing the 2k/1b sequence data in the databases, confirming the spread of this strain among intravenous drug users and its association with countries of the former Soviet Union, and implying a more complicated evolutionary history that that currently held. One unclassified strain appearing to belong to genotype 1 was discovered here for the first time. Two strains of a previously discovered unclassified genotype 4 type were sequenced along the near-full genome for the first time, providing reference sequences for this variant, possibly novel subtype 4v. The molecular epidemiology of HCV in Cyprus and near-full genome sequences of unclassified novel strains are presented here for the first time, highlighting the current drift of certain subtypes into Europe, and the significance of intravenous drug use and immigration. Better knowledge of the global HCV sequence diversity is needed to understand the evolutionary diversity of the epidemic and guide efforts for vaccine and drug development, and near-full genome reference sequences of uncommon subtypes are required for better HCV classification, molecular evolutionary studies and optimised treatment.