乙肝病毒前S1抗原的研究進(jìn)展及臨床應(yīng)用

1、乙肝病毒前S1抗原的研究進(jìn)展及臨床應(yīng)用1965年Blumberg發(fā)現(xiàn)了“澳大利亞抗原”，隨后確定是乙型肝炎的病毒標(biāo)志物1， 1970年英國的Dane等人在電鏡下鑒定了Dane顆粒，即乙肝病毒顆粒，并闡明了顆粒的表面成分HBsAg、核殼成分HBcAg和HBeAg2。從此檢測HBV感染的方法學(xué)迅速建立，進(jìn)而推廣了流行病學(xué)調(diào)查的廣泛開展。近年來，隨著對乙肝病毒前S1抗原在乙肝發(fā)病機(jī)制、乙肝病毒感染與復(fù)制等方面研究的深入，發(fā)現(xiàn)前S1抗原對臨床診斷具有越來越重要的臨床意義3。因此我們對其作一詳細(xì)的綜述。（一）前S1抗原與乙肝病毒嗜肝細(xì)胞機(jī)制HBV為嗜肝DNA病毒，是一個(gè)不完全雙鏈DNA，由3200個(gè)堿基

2、對組成。HBV基因組含有四個(gè)主要的基因編碼區(qū)，即外殼蛋白（Pre-S/S ）基因、核心蛋白基因（core/e）、DNA多聚酶基因（ DNAP）以及 x蛋白基因。S基因分為Pre-S1區(qū)、 Pre-S2區(qū)以及S區(qū)，分別編碼包膜上的前S1抗原、前S2抗原及HBs抗原。含有Pre-S1、 Pre-S2及HBs的多肽稱為大HBs。含有Pre-S2及HBs的多肽稱為中HBs，僅含有HBs的多肽稱為小HBs。前S1抗原是由108或119個(gè)氨基酸組成的肽段，其長度因亞型而異，adw亞型的前S1抗原比ayw亞型約長11個(gè)氨基酸。前S1抗原位于病毒顆粒的表面，具有高度的免疫原性，介導(dǎo)宿主的免疫應(yīng)答。它是肝細(xì)胞特

3、異的無涎糖蛋白受體，有高度活躍的細(xì)胞內(nèi)吞飲作用，HBV可能以前S1區(qū)氨基酸21-47片段作為結(jié)合部位結(jié)合肝細(xì)胞。前S1/AA21-47片段相當(dāng)保守，變異的病毒只要這一區(qū)段完好就有傳染性。Kim HS等在HepG2細(xì)胞、中國倉鼠卵巢細(xì)胞中，證實(shí)前S1抗原具有轉(zhuǎn)錄的反式激活功能，缺失突變分析顯示前S1氨基酸殘基21-56對于轉(zhuǎn)錄活性是必需的，已知此段序列富含6個(gè)精氨酸殘基，這是酸性反式激活因子常見的特征， 4,5。在HBV感染者體內(nèi)的毛玻璃樣肝細(xì)胞中，前S1抗原與轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）存在共表達(dá)的現(xiàn)象，TGF和HBsAg雙轉(zhuǎn)基因鼠原發(fā)性肝癌的發(fā)生機(jī)率明顯大于單一轉(zhuǎn)基因鼠，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在人肝癌細(xì)

4、胞株HuH6中，前S1抗原能夠轉(zhuǎn)錄反式激活TGF啟動(dòng)子基因，增加TGF的表達(dá)水平，在HBV感染后原發(fā)性肝癌的發(fā)生中起著重要作用6、7、8。由此可見，前S1抗原是一種多功能的蛋白質(zhì)。（二）前S1抗原的臨床應(yīng)用1. 前S1抗原在反映HBV感染與復(fù)制中的價(jià)值慢性乙型病毒性肝炎病毒復(fù)制間的關(guān)系以往研究認(rèn)為HBeAg存在、HBV DNA陽性是反應(yīng)乙肝病毒復(fù)制的標(biāo)志，后來多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)前S1抗原與HBV-DNA，HBeAg檢測率高度相關(guān)，是一項(xiàng)十分重要的病毒復(fù)制指標(biāo)。如Chemin I通過聚合酶鏈反應(yīng)檢測了73例乙肝患者 HBV-DNA ，同時(shí)采用特異性單克隆抗體檢測了HBV前S1抗原。25名有癥狀的慢性活

5、動(dòng)型肝炎患者 , HBV-DNA均陽性, 除一名anti-HBe 陽性的患者未檢出前S1抗原，其余均陽性。在無癥狀HBsAg攜帶者, HBV DNA的陽性率為100%、73%，Pre-S1抗原的陽性率為100%、50%。20名健康對照組無HBV標(biāo)志物，轉(zhuǎn)氨酶正常， HBV-DNA與Pre-S1抗原均為陰性。連續(xù)檢測一名急性乙肝患者與一名慢乙肝患者的HBV DNA 和前S1抗原，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)標(biāo)志物的變化是平行的9。法國Zoulim F等學(xué)者曾進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性研究，通過特異性單克隆抗體放免法檢測了116名患者的437份血清中的前S1抗原和前S2 抗原。Pre-S1 Ag /HBs Ag在病毒復(fù)制活躍的

6、慢乙肝患者是顯著升高的(24% +/- 13)，HBe-Ab陽性的患者中，由于病毒變異的患者Pre-S1 Ag/HBs Ag (17% +/- 9)明顯高于無癥狀乙肝攜帶者(5% +/- 6) (P < 0.05)。Pre-S2Ag/ HBs Ag與病毒的復(fù)制情況及患者的臨床狀況并無相關(guān)性10。Zhang YY等在一組慢乙肝患者中利用生物探針原位雜交的方法檢測了 HBV- DNA，與肝細(xì)胞內(nèi)HBsAg, HBcAg, 前S1和前S2 抗原。結(jié)果顯示前S1和前S2 抗原的表達(dá)主要位于肝細(xì)胞胞漿內(nèi)，有些位于胞膜上，前S1抗原陽性率高達(dá)75% (15/20), 顯著高于前S2抗原的陽性率 (3

7、5%; 7/20)。 更重要的是前S1抗原的表達(dá)與HBV-DNA 、HBcAg的表達(dá)是相平行的。因此認(rèn)為前S1抗原可能主要在乙肝病毒復(fù)制階段表達(dá)11。在一定程度，前S1抗原結(jié)合HBe 系統(tǒng)與HBVDNA可對乙肝患者的病情作出正確的判斷。無論從血清學(xué)，還是從組織學(xué)角度都證實(shí)前S1抗原與HBV-DNA有較高的一致性，是反映慢性乙型病毒性肝炎患者病毒復(fù)制，且檢測簡單的理想指標(biāo)。更重要的它是識別慢乙肝患者乙肝病毒發(fā)生前C區(qū)變異后HBe-Ab陽性但仍存在病毒復(fù)制特別有價(jià)值的指標(biāo)，對指導(dǎo)抗病毒治療有重要的臨床意義。這就提示對于HBeAb陽性的慢性乙型肝炎和HBV慢性無癥狀攜帶者，臨床上只檢測“乙肝五項(xiàng)”是

8、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，加查前S1抗原是十分重要的，可彌補(bǔ)因病毒變異和其它原因造成的HBeAg陰性的“誤導(dǎo)” 。前S1抗原與YMDD變異乙肝病毒的變異可能是抗病毒治療過程中肝病專家較為頭疼的問題。最常見的變異就是YMDD變異。因此拉咪呋啶長期治療必須權(quán)衡 YMDD 變異株的出現(xiàn)與應(yīng)答反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，那么對患者與治療時(shí)間的選擇至關(guān)重要12。 Pichoud C檢測了18名經(jīng)干擾素/拉咪呋啶/Famciclovir治療后HBe Ag 血清轉(zhuǎn)化患者的的HBV-DNA與前C區(qū)基因變異，通過Pre-S1/HBsAg來半定量分析前S1抗原的變化。在HBV-DNA下降過程中總是伴隨著前S1 抗原的下降，再一次說明HBe

9、 Ag 血清轉(zhuǎn)化后前S1抗原是反映肝細(xì)胞是否仍存在病毒復(fù)制的血清學(xué)指標(biāo)。2名拉咪呋啶治療前無變異的患者Pre-S1/HBsAg與 HBV-DNA水平分別為9%、29%；4820860、3597948拷貝/毫升，治療后發(fā)生變異Pre-S1/HBsAg與 HBV-DNA水平分別為5%、0%、6523、<400拷貝/毫升，而2名治療前已發(fā)生變異的患者治療前Pre-S1/HBs抗原與 HBV-DNA分別為17%、23%；40000000，33904460 拷貝/毫升、治療后分別為21%、30%、888、412拷貝/毫升。治療后才發(fā)生變異的患者前S1Ag與HBV-DNA同時(shí)下降，而治療前已發(fā)生變異

10、的患者HBV-DNA明顯下降，前S1抗原幾乎沒有太大變化。究竟前S1抗原在拉咪呋啶治療過程中是否會(huì)對乙肝病毒的變異提供一些信息，由于此研究例數(shù)較少，尚無定論，需要對此進(jìn)一步研究13。13前S1抗原在急性乙型病毒性肝炎中的診斷價(jià)值Klinkert 對實(shí)驗(yàn)感染HBV的黑猩猩血清和肝臟連續(xù)檢測前S1抗原及抗體和其他乙肝病毒感染標(biāo)志：感染第二周出現(xiàn)HBsAg，4-18周檢測到前S1抗原，第5-12周HBV-DNA陽性。急性乙肝病毒感染的人血清和肝內(nèi)前S1抗原及其抗體的觀察結(jié)果與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本一致。Delfini C 也曾對急性乙肝病毒感染者進(jìn)行了動(dòng)態(tài)觀察,在急性感染的早期95%的患者可以檢測到前S

11、1抗原, 但只有28.6%的患者可檢測到HBV DNA ,前S1抗原與HBV-DNA，HBeAg幾乎同時(shí)消失，早于HBsAg的消失與抗-HBs的陽轉(zhuǎn),且與高水平ALT 及IgM anti-HBc有很好的相關(guān)性,因此它是反映急性乙肝的早期診斷指標(biāo)。急性乙型肝炎患者前S1抗原陰轉(zhuǎn)越早，預(yù)后越好，是病毒清除的最早跡象，反之，前S1抗原持續(xù)陽性，將發(fā)展至慢性肝炎14。2前S1抗原與抗病毒治療Haruna 為了明確前S1抗原與前S2抗原反映抗病毒治療療效的臨床意義，采用了特異性單克隆抗體通過固相酶聯(lián)免疫的方法量化檢測了35名 HBeAg陽性慢乙肝患者干擾素治療6月前后血清前S1抗原與前S2抗原滴度的變化

12、。治療前后前 S1抗原與前S2抗原的滴度分別為(6.23 +/- 1.09 ，；4.46 +/- 1.27 ，6.50 +/- 1.50, (p0.001)，有應(yīng)答的患者治療前滴度明顯低于無應(yīng)答的患者，治療后滴度明顯下降，無應(yīng)答的患者治療前后滴度無顯著改變。提示前S1抗原、前S2抗原與乙肝病毒的復(fù)制密切相關(guān)，是預(yù)測干擾素治療應(yīng)答情況有價(jià)值的指標(biāo)15。Brahm J研究認(rèn)為干擾素治療的慢乙肝患者，只有治療完全應(yīng)答時(shí)，前S1抗原陰轉(zhuǎn)。因此認(rèn)為，抗病毒治療過程中前S1抗原的陰轉(zhuǎn)是預(yù)測干擾素有效的有價(jià)值的指標(biāo)16。3前S1抗原與乙肝基因疫苗 乙肝疫苗是全球控制乙肝的根本途徑。全球129個(gè)國家嬰兒與青少

13、年進(jìn)行乙肝疫苗接種程序。目前血漿來源或重組DNA技術(shù)制備的單抗原疫苗是有效的，但5-10% 或更多的免疫功能正常的健康人群卻不能產(chǎn)生保護(hù)性的乙肝表面抗體或者呈一個(gè)低反應(yīng)狀態(tài)。因此人們開始尋找免疫原性更強(qiáng)的乙肝疫苗。最近幾年，研究者們將包含三種抗原（ pre-S1 and pre-S2 與表面抗原）的重組乙肝疫苗與單抗原疫苗進(jìn)行了比較。如Shapira MY等觀察到Bio-Hep-B乙肝疫苗(Pre-S1/Pre-S2/S) 與Engerix B (S)疫苗接種完第一針六月后，兩組人群70%、25%分別產(chǎn)生血清保護(hù)作用，7月后雖然兩組100%出現(xiàn)了血清保護(hù)作用，Bio-Hep-B組抗-HBs的滴

14、度由 81上升至 28,800 mIU/ml；Engerix B組抗-HBs的滴度由12上升至 923 mIU/ml。Bio-Hep-B組比Engerix B組刺激機(jī)體產(chǎn)生更高滴度的抗-HBs，提示Bio-Hep-B 比傳統(tǒng)的Engerix B 疫苗更有效17。其它研究也證實(shí)包含三種抗原（ pre-S1 and pre-S2 與表面抗原）的重組乙肝疫苗具有高度的免疫原性，可刺激強(qiáng)烈的細(xì)胞免疫與體液免疫，在大量人群證實(shí)可克服無反應(yīng)與低反應(yīng)狀態(tài)18 19。比較兩種疫苗的成份，前者添加了前S1與前S2片段，因此前S1抗原與前S2抗原在刺激機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)中起重要的作用。4前S1抗原與機(jī)體免疫狀

15、態(tài)乙肝病毒感染后病程依賴于宿主對病毒的免疫反應(yīng)，其中包括對前S1抗原, 前S2抗原與HBs抗原的免疫。前S1抗原有很強(qiáng)的免疫原性，在T細(xì)胞反應(yīng)水平上顯著高于HBs抗原。Sulowska Z使用流氏細(xì)胞儀檢測熒光標(biāo)記的前S1抗原（FITC/Pre-S1）與外周血淋巴細(xì)胞的結(jié)合力，發(fā)現(xiàn)它與淋巴細(xì)胞的親和力主要依賴于淋巴細(xì)胞的激活狀態(tài)，而用前S1 抗原刺激恢復(fù)期淋巴細(xì)胞導(dǎo)致FITC/Pre-S1結(jié)合細(xì)胞數(shù)的百分比明顯高于未受到刺激的細(xì)胞和靜息的細(xì)胞，提示前S1 抗原與免疫功能間有密切的聯(lián)系20。Sulowska Z就急性乙肝、慢乙肝、乙肝表面抗原攜帶狀態(tài)及健康者外周血單核細(xì)胞對合成的前S1(20-4

16、9)x4抗原的增殖反應(yīng)進(jìn)行了研究。急乙肝恢復(fù)期患者PBMC對前S1(20-49)x4抗原有顯著的增殖反應(yīng)。而慢乙肝、乙肝表面抗原攜帶狀態(tài)PBMC對Pre-S1(20-49)x4抗原的增殖反應(yīng)是減弱的。提示PBMC對前S1抗原的免疫識別與針對前S1 抗原的增殖反應(yīng)在乙肝病毒感染后正常的機(jī)體免疫反應(yīng)中起著重要的作用。如果機(jī)體缺乏有效的針對前S1 抗原的免疫反應(yīng)，就不能清除乙肝病毒，就會(huì)形成慢性乙肝病毒攜帶者21。Yuki N研究顯示機(jī)體對前S1抗原的免疫耐受在乙肝病毒的持續(xù)感染中起著非常重要的作用22。 5前S1抗原與乙肝患者的預(yù)后研究認(rèn)為急性乙型肝炎患者前S1抗原陰轉(zhuǎn)越早，預(yù)后越好，是病毒清除的

17、最早跡象，反之，前S1抗原持續(xù)陽性，將發(fā)展至慢性肝炎。因病毒基因變異的HBeAb陽性的慢乙肝患者，較易進(jìn)展為肝硬化，甚至肝癌，因此前S1抗原與HBeAb同時(shí)陽性說明仍存在病毒復(fù)制，肝細(xì)胞持續(xù)受到損害，預(yù)后較差。因此前S1抗原在某種程度上可以反映乙肝患者的預(yù)后。（三）展望與未來由于我國乙肝患者較多，而且目前正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，為了對乙肝患者的病情作出正確而經(jīng)濟(jì)的分析，有必要加強(qiáng)對前S1抗原的研究及臨床應(yīng)用。參 考 文 獻(xiàn)1.Blumberg BS, Gerstley BJ, Hungerford DA, et al. A serum antigen (Australia antigen) in

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