臺灣博碩士論文加值系統

內容 — 腸病毒屬於小 RNA 病毒科 ( Picornaviridae )，為一群病毒的總稱，包括有小兒麻痺病毒 ( Poliovirus ) 、克沙奇病毒 ( Coxsackievirus ) 、伊科病毒 ( Echovirus ) 及一般腸病毒。人類腸病毒依其基因組序列相似度分為HEV-A、HEV-B、HEV-C與HEV-D四群，腸病毒71型 (EV-A71) 是屬於HEV-A群的一種病毒，所造成的孩童臨床重症明顯高過其他腸病毒，所以我們把主軸放在HEV-A的成員來做相關的研究以及分析。目前EV-A71在血清型 (Serotype) 或是基因型 (Genotype) 的分類結果並不一致，一般認為可能是點突變的累積或基因重組導致。
目的 — 我們透過本研究來分析HEV-A中的序列，定義不同分類階段所使用的分類閥值 (Threshold)，建立一個可以為EV-A71做血清型與基因型分類的標準，並進一步判定EV-A71的基因亞型 (subgenotype)。
方法 — 計算EV-A71與非EV-A71病毒兩兩序列之間VP1區段的相似度百分比，利用這些大量的數據加以分析並輔以統計學上的「隨機取樣」以及「中央極限定理」找到確認為EV-A71血清型分類的閥值。接著利用EV-A71型的全長基因序列尋找各個基因型與基因亞型之間的分類閥值。
結論 — 透過相似度關係來分析血清型、基因型、基因亞型找到每一層關係之間的閥值，接著利用這些閥值來判斷一條未知序列的型別。此外，對於序列重組的問題，在研究中利用了P1、P2、P3進行初步的判定與分析，雖然可以透過本系統確定重組序列的血清型與基因型分類，然而如何確定切割點位以及各區塊分析內容的選擇，都是值得我們進一步探討的議題。

Content：The enterovirus belongs to the Picornaviridae family and is a generic term for a group of viruses, including poliovirus, Coxsackievirus, Echovirus and general enterovirus. Human enterovirus is divided into HEV-A, HEV-B, HEV-C and HEV-D, according to its genome sequence similarity. Enterovirus 71 (EV-A71) is a virus belonging to HEV-A group. Of children had significantly higher clinical outcomes than other enteroviruses, so we placed the spindle on HEV-A members to do the relevant research and analysis. At present, EV-A71 in serotype (genotype) or genotype (Genotype) classification results are not consistent, is generally believed that may be the accumulation of point mutations or genetic recombination.
Purpose：We used this study to analyze the sequences in HEV-A, define the thresholds used in the different classification stages, establish a standard for serotype and genotyping of EV-A71, and further determine the EV-A71 Of the subgenotype.
Method：The percentages of VP1 segments between EV-A71 and non-EV-A71 viruses were calculated using these large amounts of data and were supplemented by statistical "random sampling" and "central limit theorem" EV-A71 serotype classification threshold. And then use the full-length gene sequence of EV-A71 to find the classification threshold between each genotype and gene subtype.
Conclusion：Analyze serotypes, genotypes, and subtypes through similarity relationships to find the thresholds between each layer of relationships, and then use these thresholds to determine the type of an unknown sequence. In addition, for the problem of sequence reorganization, P1, P2 and P3 were used for preliminary determination and analysis in the study. Although the serotype and genotype classification of the recombinant sequence can be determined by this system, how to determine the cutting point and the area The choice of block analysis content is worthy of further discussion of the issue.

指導教授推薦書
口試委員會審定書
致謝 iii
中文摘要 iv
ABSTRACT v
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 簡介 - 1 -
第一節 腸病毒簡介 - 1 -
第二節 EV-A71之序列特徵與基因分型 - 6 -
第三節 影響EV-A71基因型分類之其他因素 - 9 -
第四節 研究目的 - 12 -
第二章 國內外相關研究介紹 - 13 -
第一節 相關文獻 - 13 -
第二節 相關基因資料庫與比對工具 - 18 -
第三章 研究方法 - 20 -
第一節 序列分類 - 21 -
第二節 序列收集及前置處理 - 23 -
第三節 血清型分類 - 25 -
第四節 基因型與基因亞型分類 - 26 -
第四章 研究結果 - 28 -
第一節 序列收集及前置處理 - 28 -
第二節 血清型分類 - 29 -
第三節 基因型與基因亞型分類 - 35 -
第五章 系統實作 - 43 -
第一節 系統簡介 - 43 -
第二節 序列分析流程與系統網站呈現 - 44 -
討論與未來方向 - 52 -
參考文獻 - 54 -
附錄 - 56 -

表目錄
表 I、HEV-A、HEV-B、HEV-C、HEV-D中所含有的Serotype - 3 -
表 II、18424條HEV-A序列 - 28 -
表 III、包含VP1區段且長度在800 bp以上之各型別序列數量 - 30 -
表 IV、EV-A71之間相似度比對的距離關係 - 36 -
表 V、Subgenotype C之間的相似度關係表 - 37 -
表 VI、EV-A71之間相似度比對的距離關係 (沒有 C4) - 38 -
表 VII、Subgenotype B之間的相似度關係表 - 39 -
表 VIII、Subgenotype C (沒有C4) 的相似度關係 - 41 -
表 IX、新分類與命名後的相似度比對結果 - 42 -
表 X、Genotype D與其他Genotype之間P1、P2、P3的相似度關係表 - 53 -

圖目錄
圖 一、美國國家生物資訊中心，PASC分類Picornaviridae群中的病毒 - 5 -
圖 二、利用VP1進行序列相似度比對結果 - 14 -
圖 三、美國疾病控制與預防中心的腸病毒序列分析網站 - 19 -
圖 四、完整分類示意圖 - 22 -
圖 五、不完整分類示意圖 - 22 -
圖 六、50次隨機取樣的最大值、最小值以及中間值 - 33 -
圖 七、腸病毒71型之分析流程 - 43 -
圖 八、執行前示意圖 - 45 -
圖 九、錯誤訊息(長度不足800 bp) - 45 -
圖 十、錯誤訊息(排序後發現沒有VP1區段) - 46 -
圖 十一、錯誤訊息(排序後發現VP1區段不足800 bp) - 46 -
圖 十二、其他血清型之判斷結果 - 48 -
圖 十三、錯誤訊息(長度不足6000bp導致無法繼續分析) - 49 -
圖 十四、分析結果 - 51 -

[1]. 李思元 (Szu-Yuan Lee) ,莊以光 (Yi-Kuang Chuang) : DNA定序技術之演進與發展 [The Evolution and Development of DNA Sequencing Technology], Journal of Biomedical & Laboratory Sciences ； 22卷2期 (2010 / 06 / 01)， P49 – 58
[2]. Vinay K. Saxena, Sudhir Sane, Sushma S. Nadkarni, Deepa K. Sharma, and Jagadish M. Deshpanda : Genetic Diversity of Enterovirus A71, India. Emerging Infectious Disease journal, January 2015.
[3]. Chan YF, Sam IC, AbuBaker S : Phylogenetic designation of enterovirus 71 genotypes and subgenotypes using complete genome sequences. Inter Genet Evol 2010.
[4]. Cyril CY Yip, Susanna KP Lau, Janice YC Lo, Kwok-Hung Chan, Patrick CY Woo and Kwok-Yung Yuen : Genetic characterization of EV-A71 isolates from 2004 to 2010 reveals predominance and persistent circulation of the newly proposed genotype D and recent emergence of a distinct lineage of subgenotype C2 in Hong Kong. Yip et al. Virology Journal 2013.
[5]. Rice P, Longden I, Bleasby A:“EMBOSS: the European Molecular Biology Open Software Suite.” Trends Genet. 2000 Jun;16 (6) :276-7.
[6]. Sievers, Fabian; Higgins, DesmondG. (2014-01-01). Russell, David J, ed. Multiple Sequence Alignment Methods. Methods in Molecular Biology. Humana Press. pp. 105–116. doi:10.1007/978-1-62703-646-7_6. ISBN 9781627036450.
[7]. M. Steven Oberste, Kaija Maher, David R. Kilpatrick, and Mark A. Pallansch:Molecular Evolution of the Human Enteroviruses: Correlation of Serotype with VP1 Sequence and Application to Picornavirus Classification. J. Virol. March 1999 vol. 73 no. 3 1941-1948
[8]. Cardosa MJ, Perera D, Brown BA, Cheon D, Chan HM, Chan KP, Cho H, McMinn P: Molecular epidemiology of human enterovirus 71 strains and recent outbreaks in the Asia-Pacific region: comparative analysis of the VP1 and VP4 genes. Emerg Infect Dis. 2003, 9: 461-468.
[9]. Oberste, M.S., Penaranda, S., Maher, K. and Pallansch. (2004) Complete genome sequences of all members of the species Huamn enterovirus A. J. Gen. Virol. 85, 1597-1607.
[10]. 吳禹漢:組內相關係數Z轉換信賴區間估計方法之研究 [Confidence Interval of ICC for Z' transformation Methods]. 交通大學管理科學系所學位論文 ； 2013年 (2013 / 01 / 01)，P1 – 43
[11]. Shengxiang Ge, Qiang Yan, Shuizhen He, Sijie Zhuang, Jianjun Niu , Ningshao Xia：Specific primer amplification of the VP1 region directed by 5′ UTR sequence analysis: Enterovirus testing and identification in clinical samples from hand-foot-and-mouth disease patients.Journal of Virological Methods 193 (2013) 463–469.
[12]. Juhana Santti, Timo Hyypia, Leena Kinnunen, and Mika Salminen:Evidence of Recombination among Enteroviruses. Journal of Virology, Oct. 1999, p. 8741–8749.