An Evaluation of Phylogenetic Methods for Reconstructing Transmitted HIV Variants using Longitudinal Clonal HIV Sequence Data
Notice bibliographique
Résumé
UNLABELLED: A population of human immunodeficiency virus (HIV) within a host often descends from a single transmitted/founder virus. The high mutation rate of HIV, coupled with long delays between infection and diagnosis, make isolating and characterizing this strain a challenge. In theory, ancestral reconstruction could be used to recover this strain from sequences sampled in chronic infection; however, the accuracy of phylogenetic techniques in this context is unknown. To evaluate the accuracy of these methods, we applied ancestral reconstruction to a large panel of published longitudinal clonal and/or single-genome-amplification HIV sequence data sets with at least one intrapatient sequence set sampled within 6 months of infection or seroconversion (n = 19,486 sequences, median [interquartile range] = 49 [20 to 86] sequences/set). The consensus of the earliest sequences was used as the best possible estimate of the transmitted/founder. These sequences were compared to ancestral reconstructions from sequences sampled at later time points using both phylogenetic and phylogeny-naive methods. Overall, phylogenetic methods conferred a 16% improvement in reproducing the consensus of early sequences, compared to phylogeny-naive methods. This relative advantage increased with intrapatient sequence diversity (P < 10(-5)) and the time elapsed between the earliest and subsequent samples (P < 10(-5)). However, neither approach performed well for reconstructing ancestral indel variation, especially within indel-rich regions of the HIV genome. Although further improvements are needed, our results indicate that phylogenetic methods for ancestral reconstruction significantly outperform phylogeny-naive alternatives, and we identify experimental conditions and study designs that can enhance accuracy of transmitted/founder virus reconstruction. IMPORTANCE: When HIV is transmitted into a new host, most of the viruses fail to infect host cells. Consequently, an HIV infection tends to be descended from a single "founder" virus. A priority target for the vaccine research, these transmitted/founder viruses are difficult to isolate since newly infected individuals are often unaware of their status for months or years, by which time the virus population has evolved substantially. Here, we report on the potential use of evolutionary methods to reconstruct the genetic sequence of the transmitted/founder virus from its descendants at later stages of an infection. These methods can recover this ancestral sequence with an overall error rate of about 2.3%-about 15% more information than if we had ignored the evolutionary relationships among viruses. Although there is no substitute for sampling infections at earlier points in time, these methods can provide useful information about the genetic makeup of transmitted/founder HIV.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,028 | 0,053 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».