Analysis of evolutionary and transmission dynamics of human immunodeficiency virus in Serbia and the Balkans
Analiza evolucione i transmisione dinamike infekcije virusom humane imunodeficijencije u Srbiji i na Balkanu
Докторанд
Jovanović, LukaМентор
Stanojević, MajaЧланови комисије
Knežević, AleksandraParaskevis, Dimitrios
Šiljić, Marina
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Aims of the Study
: To investigate evolutionary and transmission dynamics of the human
immunodeficiency virus (HIV) ep idemic in Serbia, in general and key populations, as well as to
explore cross border transmission clusters and spread of HIV subtype B in the Balkans.
Methods
Advanced phylogenetic approaches, including phylodynamic and phylogeographic analyses,
using m ethods based on maximum likelihood algorithms and Bayesian statistics, implemented in
different softwares such as MEGA, PAUP, MrBayes and BEAST, mathematical modeling and latent
class analysis (LCA) were applied on two study datasets: a dataset of 385 Serb ian HIV sequences
collected during , the period from 1997 to 2015, and a dataset of 2,415 HIV subtype B sequences
from seven Balkan countries, from the period 1999 2019, both of the pol genetic region and
linked to demographic, epidemiological and clinical data. Maximum likelihood phylogenetic
analysis implemented in IQ tree was used to identify transmission clusters,... based on defined
criteria sets. Long term analysis of the HIV epidemic growth trend, in relation to the mode of
transmission, was performed us ing two approaches: logistic modelling of the HIV epidemic
growth in Serbia using data for the period 1985 2015 and join point regression analysis of HIV
incidence for 7 Balkan countries for the period 2004 2019, using the reported epidemiological
data.
R
esults
Phylogenetic analysis of the Serbian dataset revealed the presence of 19 transmission clusters
that accomplished all predefined criteria sets along with one expanded transmission network,
comprising 44% of the dataset ( 170 /385), all within subtype B. The majority of clusters, 15/19
(79%), contained sequences from men who have sex with men ( MSM ) as reported transmission
risk . Subtype C sequences formed a highly supported monophyletic group that did not meet the
cluster definition criteria, however, c onsisted solely of HIV sequences related to heterosexual
transmission risk. Phylodynamic analysis implied continuous expansion of the three largest
transmission clusters during the entire study period, associated with subtype B and the MSM
transmission gro up. In contrast, analysis of heterosexual monophyletic subtypes B and C clades
indicated stagnation of cluster growth. Regarding HIV subtype B epidemic in the Balkans,
proportion of sequences within transmission clusters was 68% (1,642/2,415), forming 93
c lusters. Four of these clusters fulfilled criteria for cross border clusters , containing 11% of the
total number of studied sequences (264/2 415 ). Phylogeographic analysis indicated that cross
border spread of HIV subtype B in the Balkans took place betwee n the countries of former
Yugoslavia and Romania, creating complex reciprocal patterns of spread between Serbia,
Slovenia, Croatia and Montenegro starting in the mid 80s, while the spread to Romania started in
the mid 90s.
A trend in the number of new HIV
diagnoses in Serbia indicated an early exponential phase of
growth in connection with MSM transmission risk, continuously until 2030. Joinpoint regression
analysis implied heterogeneous trends regarding incidence of new HIV diagnoses in the
countries of t he Balkans, with a decrease seen in Romania, Greece and Slovenia and an increase
in Serbia, Bulgaria, Croatia and Montenegro, mainly linked to MSM transmission risk
throughout the region...
Ciljevi studije:
Ispitati evolucionu i transmisionu dinamiku epidemije virusom humane
imunod eficijencije (HIV) u Srbiji, u opštoj i u populacijama u riziku, kao i da se ispita širenje HIV
podtipa B na Balkanu i zastupljenost prekograničnih transmisionih klastera.
Metode:
Napredni filogenetski pristupi, uključuju uključujući filodinamičku i filogeografsku analizu,
koriškorišćenjem metoda zasnovanih na algoritmu maksimalne verovatno verovatnoće i Bajesove statistike,
implementiranih u softverima MEGA, PAUP, MrBa y es i BEAST, matematičko modelovanje i analiza
latentnih klasa (latent class anal y sis LCA) primenjeni su na dva seta podataka: 385 sekvenci iz
Srbije iz perioda od 1997. do 2015. i 2.415 HIV podtip B sekvenci iz sedam balkanskih zemalja, iz
perioda 1999 2019, sa povezanim demografskim, epidemiološkim i kliničkim podacima.
Filogenetska analiza maksimalne verovatn ooće implementirana u softver IQ tree koriš korišćena je za
identifikaciju transmisionih klastera, uz primenu ...definisanih skupova kriterijuma. Za analizu
dugoročnog trenda rasta HIV epidemije primenjen a su dva pristupa: logističko modelovanje rasta
HIV epidemij e u Srbiji na onovu podataka za period 1985 2015 i „join point“ regresione analize
incidencije novodijagnostikovanih HIV slučajeva u 7 balkanskih zemalja, za period 2004 2019.
Rezultati:
Filogenetskom analizom HIV sekvenci iz Srbije identifikovano je pos tojanje 19
transmisionih klastera, koji su ispunili sve unapred definisane kriterijume, kao i jedna proširena
transmisiona mreža, što čini 44% ispitivanog skupa podataka (170/385), sve unutar podtipa B.
VeVećina klastera, 15/19 (79%), sadržala je sekvence m uškaraca koji imaju seks sa muškarcima
(MSM) kao prijavljeni rizik za HIV transmisiju. Sekvence podtipa C formirale su monofiletsku
grupu sa visokom statističkom podrškom koja nije ispunjavala kriterijume definicije klastera,
međutim, sastojala se isključi vo od HIV sekvenci povezanih sa heteroseksualnim kontaktom kao
rizikom za prenos. Filodinamička analiza je ukazala na kontinuiranu ekspanziju tri najve najveća
transmisiona klastera tokom čitavog perioda istraživanja, povezana sa podtipom B i grupom
transmisije MSM. Nasuprot tome, analiza heteroseksualnih monofiletskih klada podtipa B i C
ukazala je na stagnaciju rasta. Što se tiče epidemije HIV podtipa B na Balkanu, udeo sekvenci
unutar transmisionih klastera bio je 68% (1.642/2.415), unutar 93 klastera. Četiri klastera, sa
11% od ukupnog broja proučavanih sekvenci (264/2.415), ispunila su kriterijume za
prekogranične klastere . Filogeografska analiza je pokazala da se prekogranično širenje HIV
podtipa B na Balkanu odvijalo između zemalja bivše Jugoslavije i Rum unije, stvaraju stvarajući složene
recipročne obrasce širenja između Srbije, Slovenije, Hrvatske i Crne Gore počev od sredine 80 ih
godina, dok je širenje u Rumuniju počelo sredinom 90 ih.
Trend broja novodijagnostikovanih HIV slučajeva u Srbiji ukazao je na ranu
eksponencijalnu
fazu rasta povezanu sa MSM rizikom od transmisije, u kontinuitetu do 2030. godine. „Join
point“ regresiona analiza je ukazala na različite trendove u pogledu incidencije
novodijagnostikovanih slučajeva HIV infekcije u zemljama Balkana, pad je uočen u Rumuniji,
Grčkoj i Sloveniji i pove povećanje u Srbiji, Bugarskoj, Hrvatskoj i Crnoj Gori, uglavnom povezano sa
rizikom od prenošenja MSM a u celom regionu...