解码人乳头瘤病毒 59 型密码子使用模式：解锁病毒奥秘，助力疫苗研发

为探究 HPV-59 密码子使用模式，研究人员展开分析，发现其存在密码子使用偏好，对疫苗开发意义重大。

　　人乳头瘤病毒（Human Papillomavirus，HPV）是一个让人谈之色变的 “健康杀手”，尤其是高危型 HPV，它们悄无声息地威胁着人类的健康，与多种癌症的发生密切相关。其中，HPV-59 作为高危亚型，虽然在人群中的感染率相对较低，但它一旦 “发难”，可能引发宫颈癌等严重疾病。目前，针对 HPV-59 的疫苗尚未问世，这让人们在面对它时有些束手无策。而且，HPV-59 的密码子使用模式一直未被深入探索，可这一模式对于理解病毒行为、优化疫苗至关重要。在此背景下，嘉兴学院附属嘉兴市第一医院等机构的研究人员开展了一项研究，相关成果发表在《Virus Genes》上。

研究人员为了揭开 HPV-59 密码子使用模式的神秘面纱，主要采用了以下关键技术方法：从 NCBI GenBank 数据库收集符合特定标准的 47 个 HPV-59 基因组序列；运用 CodonW 软件和 EMBOSS explorer 工具分析核苷酸组成；借助 R 语言及相关软件包计算相对同义密码子使用（Relative Synonymous Codon Usage，RSCU）、有效密码子数（Effective Number of Codons，ENC）等多种指标；通过 Parity Rule 2 分析、中性绘图分析、ENC 绘图分析等探究影响密码子使用的因素；利用 Isoacceptor tRNA 池分析、密码子适应指数（Codon Adaptation Index，CAI）分析、相对密码子去优化指数（Relative Codon Deoptimization Index，RCDI）分析评估病毒与宿主的适应性。

研究结果如下：

• 核苷酸组成分析：HPV-59 基因组的 GC_3s含量低于 31%，这意味着它更倾向于使用以 A 或 T 结尾的密码子。同时，GC₁出现频率最高，GC_3s最低，A_3s和 T_3s的频率显著高于 G_3s和 C_3s。
• RSCU 分析：HPV-59 对 29 种特定密码子存在强烈偏好（RSCU>1），其中 26 种以 A 或 U 结尾。有 8 种密码子的 RSCU 值大于 1.6，表现出明显的偏好；而 59 种同义密码子中有 17 种使用频率较低（RSCU<0.6） ，且 15 种以 G 或 C 结尾。这进一步证明了 HPV-59 对以 A 或 U 结尾密码子的偏好。
• 二核苷酸组成的影响：HPV-59 基因组中 ApA、CpG、UpC 和 UpU 的频率降低，而 CpA 和 UpG 的频率升高。通过对比二核苷酸频率和 RSCU 值发现，二核苷酸组成对密码子使用偏好影响显著。
• 影响密码子使用模式的因素：PR2 分析显示，HPV-59 基因组密码子紧密聚集在绘图中心点附近，说明突变压力和自然选择对密码子使用的影响差异较小。但 ENC 绘图分析和中性分析表明，自然选择是影响 HPV-59 密码子使用模式的主要因素，约占 81.83%。
• 密码子适应和宿主兼容性：HPV-59 的 CAI 值为 0.71±0.00，RCDI 值接近 2，这表明它对人类密码子使用模式有一定的适应性，与人类的密码子使用有中等程度的相似性，且其偏好的密码子与人类细胞中最丰富的 Isoacceptor tRNAs 的匹配情况存在差异。

研究结论与讨论部分指出，HPV-59 存在密码子使用偏好，倾向于 A/T 结尾的密码子，且 CpG 二核苷酸含量低。这种现象是突变压力和自然选择相互作用的结果，自然选择在塑造病毒基因组特征中起主导作用。HPV-59 密码子使用与人类翻译机制的适度匹配，体现了其进化适应性，有助于病毒在宿主内复制和逃避免疫检测。

该研究成果意义非凡，为 HPV-59 疫苗的设计提供了关键的理论依据。比如，通过密码子优化技术，可提高关键病毒蛋白（如 HPV E7 癌蛋白）的表达量，增强疫苗的免疫原性；利用 CpG 相关同义密码子的引入，有望实现病毒减毒和免疫激活的平衡；基于其与人类密码子使用的适度匹配，对病毒基因进行密码子对去优化，能在保证抗原结构的同时降低病毒复制能力，为开发安全有效的 HPV-59 疫苗开辟新途径。