计算机模拟预测艾滋病毒的传播

在最近发表在“自然微生物学”杂志上的一项研究中，洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员表明，计算机模拟可以准确预测艾滋病病毒在人群中的传播，这有助于预防这种疾病。

模拟结果与从Los Alamos开发和维护的全球公共HIV数据库获得的实际DNA数据一致。该档案馆已发布超过840,000份用于科学研究的HIV序列。

“我们寻找了我们在模拟中看到的特殊遗传模式，我们可以确认这些模式也适用于覆盖整个流行病的真实数据，”Los Alamos的计算生物学家，该研究的第一作者Thomas Leitner说。

Leitner指出，HIV以这种方式进行研究特别有意义，因为病毒在每个受感染的个体内迅速且不断地发生变异。其代码中不断变化的“遗传特征”为研究人员在确定感染的起源和时间框架时可以遵循的路径提供了一条路径，现在证明计算机模拟能够成功地跟踪和预测病毒在人群中的移动。

该病毒的快速突变能力对于流行病学的调查是有用的，但也是使其难以用疫苗解决的特征之一。

Leitner和Ethan Romero-Severson，该研究的共同作者和洛斯阿拉莫斯理论生物学家，使用系统发育方法，检查病毒遗传密码的进化关系，以评估HIV的传播方式。他们发现某些系统发育的“家谱”模式与来自955对人群的DNA数据相关，其中病毒的发送者和接收者是已知的。

作者写道：“根据流行病学信息，例如伴侣研究，母婴传播，通过接触者追踪确定的对，以及刑事案件，这些艾滋病病毒传播已知。”

该研究的强劲结果促成了与科罗拉多州和密歇根州卫生机构的合作。研究人员计划开发公共卫生计算工具，以帮助各机构跟踪疾病并为有针对性的预防活动分配资源。“我们希望这些工具将有助于阻止未来的新感染，”莱特纳说。

Leitner说，最先进的建模工具也可用于预测其他快速发展的传染病的模式。

洛斯阿拉莫斯在遗传数据分析方面有着悠久的历史，1979年成为原始GenBank项目的遗址，当时称为Los Alamos序列数据库，由理论生物学和生物物理学小组的Walter Goad建立。

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