乙型肝炎病毒基因變異的臨床病毒學(xué)研究

1、乙型肝炎病毒基因變異的臨床病毒學(xué)研究    作者：趙攀綜述 徐東平      2011-9-10 20:09:25   來(lái)源：畢業(yè)論文網(wǎng)    摘要：乙型肝炎病毒屬嗜肝DNA病毒科，為雙鏈DNA病毒，其長(zhǎng)鏈(負(fù)鏈)攜帶了病毒的全部遺傳信息，包含4個(gè)部分重疊的開(kāi)放讀碼框架。由于乙型肝炎病毒聚合酶/逆轉(zhuǎn)錄酶缺乏糾錯(cuò)功能，導(dǎo)致病毒基因變異的發(fā)生十分常見(jiàn)。乙型肝炎病毒基因變異可以引起病毒生物學(xué)特性的改變，在引發(fā)疾病的臨床表現(xiàn)、診斷、預(yù)

2、后和預(yù)防等方面帶來(lái)一系列新的問(wèn)題。本文綜述了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)乙型肝炎病毒4個(gè)開(kāi)放讀碼框架內(nèi)基因變異的研究狀況，以期為乙型肝炎的臨床診治提供參考。關(guān)鍵詞：肝炎病毒，乙型；基因；變異(遺傳學(xué))乙型肝炎病毒(Hepatitis B Virus，HBV)的基因組由長(zhǎng)度為3200個(gè)堿基對(duì)、部分雙鏈的環(huán)狀DNA分子構(gòu)成，含有4個(gè)部分重疊的開(kāi)放讀碼框架(Open Reading Frame，ORF)，即S ORF、C ORF、P ORF和X ORF。HBV的聚合酶(Polymease，Pol)/逆轉(zhuǎn)錄酶(Reverse Transcriptase，RT)缺乏糾錯(cuò)功能，允許復(fù)制錯(cuò)誤發(fā)生。復(fù)制錯(cuò)誤將導(dǎo)致多種不同的H

3、BV準(zhǔn)種的出現(xiàn)。1 S ORF變異HBV DNA的S ORF包括前-S1區(qū)、前-S2區(qū)(兩者合稱(chēng)前-S區(qū))和S區(qū)，編碼產(chǎn)物最基本的功能是構(gòu)成HBV Dane顆粒的包膜蛋白。目前的研究認(rèn)為，S ORF編碼的大蛋白具有反式激活功能，與HBV的復(fù)制密切相關(guān)，而且血清大蛋白的檢測(cè)對(duì)評(píng)估慢性乙型肝炎患者的病毒感染狀況和隱匿性HBV感染患者的檢出具有重要意義1-2。前-S1區(qū)和前-S2區(qū)與P基因的空白區(qū)重疊，這兩個(gè)區(qū)域都具有B細(xì)胞和T細(xì)胞的識(shí)別位點(diǎn)。一些前-S1區(qū)的變異可以導(dǎo)致被截?cái)嗟拇蟮鞍自诎麧{內(nèi)的積聚，這會(huì)抑制病毒的分泌并具有細(xì)胞毒效應(yīng)。但是，Gao等3研究發(fā)現(xiàn)，在有的肝癌患者體內(nèi)，大蛋白完全缺失的H

4、BV也可以成為優(yōu)勢(shì)種群，他們認(rèn)為，是患者體內(nèi)的野生型前-S蛋白修復(fù)了這種缺陷，即體內(nèi)的野生株HBV幫助了這種缺陷病毒株，確保了其在體內(nèi)的存活。前-S2區(qū)變異包括前-S2ATG的缺失或錯(cuò)配，引起蛋白合成終止以及B細(xì)胞和T細(xì)胞表位的缺失或改變。前-S變異經(jīng)常出現(xiàn)在應(yīng)用干擾素治療的患者中4。前-S區(qū)的缺失變異會(huì)影響大蛋白對(duì)小蛋白的比例，導(dǎo)致與肝病惡化相關(guān)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力過(guò)大，進(jìn)而引發(fā)大蛋白或中蛋白與宿主染色體整合，增加了肝細(xì)胞癌變的可能5。Mun等6研究發(fā)現(xiàn)，前-S區(qū)缺失的頻率隨肝臟疾病的臨床嚴(yán)重程度逐漸增加，但前-S1和前-S2的缺失頻率是有差別的，前-S1缺失在肝細(xì)胞癌患者中發(fā)生率最高，而前-S2缺

5、失在肝硬化患者中發(fā)生率最高。S區(qū)點(diǎn)變異可導(dǎo)致逃逸變異株的出現(xiàn)，變異通常發(fā)生在HBsAg a抗原決定簇區(qū)域，目前報(bào)道較多的變異形式多為sG145R7。此外，基因分析表明，sP120A變異與HBsAg血清抗體轉(zhuǎn)換有關(guān)，這種變異降低了抗-HBs的結(jié)合作用，使HBsAg的檢測(cè)失敗8。文獻(xiàn)報(bào)道，有10個(gè)S基因變異與疫苗免疫逃逸相關(guān)，分別是sP120T、sI/T126N/A、sQ129H、sM133L、sK141E、sP142S、sD144A、sG145R、sF158Y和sF161Y9，但這些變異的臨床意義還有待進(jìn)一步研究。2 C ORF與X ORF變異HBV DNA的C ORF包括前核心區(qū)和核心區(qū)，有各

6、自的翻譯起始密碼子ATG，分別編碼前核心蛋白和核心蛋白。前核心蛋白經(jīng)過(guò)修飾最終形成可溶性抗原HBeAg。核心啟動(dòng)子變異和前核心變異均會(huì)影響HBeAg的表達(dá)。HBV DNA的X ORF編碼HBx蛋白。HBx蛋白是一種多功能病毒蛋白，具反式激活作用。在從HBeAg-/抗-HBe+的患者體內(nèi)分離到的病毒株中，A1762T和G1764A雙重變異是最常見(jiàn)的BCP變異形式。這種變異會(huì)引起HBx蛋白結(jié)構(gòu)中兩個(gè)氨基酸的變化進(jìn)而影響HBx蛋白的活性以及改變病毒增強(qiáng)子的反轉(zhuǎn)錄作用10，與肝細(xì)胞癌的發(fā)生關(guān)系密切11。Fang等12通過(guò)3年的縱向病例分析得出，A1762T和G1764A雙重變異與HBeAg+患者體內(nèi)較

7、低的病毒載量有關(guān)，但對(duì)HBeAg-患者體內(nèi)的病毒載量沒(méi)有影響。T1766/A1768變異與暴發(fā)性肝炎、肝硬化和肝細(xì)胞癌的發(fā)生有關(guān)聯(lián)。Ren等13的研究表明，慢加急性肝衰竭(無(wú)肝硬化基礎(chǔ))的患者與慢性乙型肝炎患者相比，A1762T/G1764A檢出率顯著增高。前核心變異株則通過(guò)干擾前核心讀碼框架而完全終止HBeAg的表達(dá)，有時(shí)還伴隨著起始密碼子錯(cuò)配變異和前核心區(qū)的框架移位變異。最常見(jiàn)的前核心變異是前核心區(qū)28位密碼子(Codon 28)由TGG變?yōu)門(mén)AG(G1896A)。核心區(qū)發(fā)生變異會(huì)終止HBeAg的表達(dá)，引起HBeAg陰性肝炎。由于HBeAg與HBcAg有共同的抗原決定簇，缺少HBeAg有可

8、能使表達(dá)HBcAg的肝細(xì)胞更容易受到免疫細(xì)胞的攻擊，臨床上表現(xiàn)為HBeAg陰性肝炎病情容易出現(xiàn)反復(fù)，發(fā)生暴發(fā)性肝炎(肝衰竭)的幾率增高。有研究發(fā)現(xiàn)，慢加急性肝衰竭患者的G1896A變異率顯著高于慢性乙型肝炎患者13。A1762T/G1764A和G1896A檢測(cè)有助于區(qū)分臨床上慢性乙型肝炎急性發(fā)作和急性乙型肝炎14。與以上研究相反，有研究者認(rèn)為，核心啟動(dòng)子變異和前核心變異不會(huì)引起肝臟功能失代償，而是對(duì)肝臟功能失代償起保護(hù)性的影響，HBV基因型與肝臟功能失代償也沒(méi)有明顯的關(guān)系15。Poustchi等16通過(guò)研究認(rèn)為，在慢性乙型肝炎D基因型患者中，BCP A1762T和G1764A雙重變異與肝臟疾病

9、惡化相關(guān)，而G1757A變異卻對(duì)宿主有一定的保護(hù)作用。核心區(qū)編碼基因相對(duì)保守，其編碼的核心蛋白是宿主免疫反應(yīng)攻擊的主要靶抗原，它的變異可直接影響到宿主對(duì)HBV的免疫應(yīng)答。有研究顯示，核心區(qū)變異株(G87、V60)與野生株比較，前者可使宿主細(xì)胞內(nèi)HLA-mRNA及其蛋白的表達(dá)水平降低17。Sugiyama等18研究認(rèn)為，核心區(qū)A2339G(codon147)變異在體外會(huì)增強(qiáng)HBV的復(fù)制；而且發(fā)生此變異的患有慢性乙型肝炎的兒童和沒(méi)有此變異的患有慢性乙型肝炎的兒童相比，在血清HBeAg抗體轉(zhuǎn)換之前，前者的ALT峰值較高。3 P ORF變異從HBV DNA P ORF的N-末端到C-末端，共涉及4個(gè)功

10、能區(qū)，即末端蛋白區(qū)、間隔區(qū)、Pol/RT區(qū)、核糖核酸酶H區(qū)。RT區(qū)又包括7個(gè)功能亞區(qū)，從RT區(qū)上游第1個(gè)氨基酸起依次為A、B、C、D、E、F、G亞區(qū)。當(dāng)前所有耐核苷(酸)類(lèi)藥物的基因變異位點(diǎn)都位于RT區(qū)。拉米夫定為胞嘧啶左旋核苷類(lèi)似物，其耐藥變異位于RT區(qū)C亞區(qū)的YMDD基因序列，最常見(jiàn)的變異為rtM204I/V/S，而A亞區(qū)L80I變異以及B亞區(qū)rtV173L變異和rtL180M變異為其補(bǔ)償突變，以維持病毒的復(fù)制力19。文獻(xiàn)報(bào)道，拉米夫定也可誘導(dǎo)B亞區(qū)rtA181T/S變異20。替比夫定為胸腺嘧啶左旋核苷類(lèi)似物，與LAM均為左旋核苷類(lèi)藥物，分子結(jié)構(gòu)和作用目標(biāo)位點(diǎn)相似，因此二者存在交叉耐藥，常

11、見(jiàn)變異為rtM204I。阿德福韋酯為無(wú)環(huán)腺苷類(lèi)似物，RT區(qū)D亞區(qū)rtN236T變異與B亞區(qū)rtA181V變異是ADV的常見(jiàn)耐藥變異形式。有文獻(xiàn)將rtA181T變異也歸為阿德福韋耐藥變異，但還尚存爭(zhēng)論20。恩替卡韋為鳥(niǎo)嘌呤核苷類(lèi)似物，其耐藥特點(diǎn)是發(fā)生在拉米夫定耐藥的背景上，耐藥位點(diǎn)是在LAM耐藥位點(diǎn)基礎(chǔ)上另加B亞區(qū)T184、S202和/或M250變異。此外，在未應(yīng)用過(guò)核苷(酸)類(lèi)藥物治療的慢性乙型肝炎患者中，YMDD基因序列變異的發(fā)生率從1%-27%不等21。因此，有必要在應(yīng)用核苷(酸)類(lèi)藥物治療前對(duì)患者進(jìn)行HBV耐藥變異檢測(cè)22。4小結(jié)HBV是一種高變異的嗜肝DNA病毒。HBV基因變異可以在宿

12、主自身免疫應(yīng)答、病毒復(fù)制適應(yīng)性等內(nèi)因的影響下發(fā)生，也可以發(fā)生于核苷(酸)類(lèi)藥物或疫苗接種等外因作用之后。HBV變異是影響其感染發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸的重要因素。HBV基因變異常常引起病毒生物學(xué)特性的改變，在引發(fā)疾病的臨床表現(xiàn)、診斷、預(yù)后和預(yù)防等方面帶來(lái)很多新的問(wèn)題。參考文獻(xiàn)1徐愛(ài)芳，陳剛，王妙嬋，等.慢性乙型肝炎外周血HBV-LHBs反式激活功能與抗病毒療效關(guān)系的研究J.中華實(shí)驗(yàn)和臨床病毒學(xué)雜志，2009，23（5）：375-377.2吳正林，莊鵬，林漢利，等.乙型肝炎病毒表面大蛋白檢測(cè)用于篩查隱匿性HBV感染J.中華實(shí)驗(yàn)和臨床病毒學(xué)雜志，2009，23（5）：381-383.3 Gao ZY，Li

13、 T，Wang J，et al.Mutations in preS genes of genotype Chepatitis B virus in patients with chronic hepatitis B and hepatocellularcarcinomaJ.J Gastroenterol，2007，42（9）：761-768.4 Kay A，Zoulim F.Hepatitis B virus genetic variability and evolutionJ.Virus Res，2007，127（2）：164-176.5 Chemin I，Zoulim F.Hepatiti

14、s B virus induced hepatocellularcarcinomaJ.Cancer Lett，2009，286（1）：52-59.6 Mun HS，Lee SA，Jee Y，et al.The prevalence of hepatitis Bvirus preS deletions occurring naturally in Korean patients infectedchronically with genotype CJ.J Med Virol，2008，80（7）：1189-1194.7 Sayan M，Senturk O，Akhan SC，et al.Monit

15、oring of hepatitis Bvirus surface antigen escape mutations and concomitantly nucleos(t)ide analog resistance mutations in Turkish patients with chronichepatitis BJ.Int J Infect Dis，2010.Epub ahead of print8 Hsu CW，Yeh CT，Chang ML，et al.Identification of a hepatitisB virus S gene mutant in lamivudine

16、-treated patients experiencingHBsAg seroclearanceJ.Gastroenterology，2007，132（2）：543-550.9 Margeridon-Thermet S，Shulman NS，Ahmed A，et al.Ultra-deeppyrosequencing of hepatitis B virus quasispecies from nucleoside andnucleotide reverse-transcriptase inhibitor(NRTI)-treated patients andNRTI-naive patien

17、tsJ.J Infect Dis，2009，199（9）：1275-1285.10 Guo X，Jin Y，Qian G，et al.Sequential accumulation of themutations in core promoter of hepatitis B virus is associated with thedevelopment of hepatocellular carcinoma in Qidong，ChinaJ.JHepatology，2008，49（5）：718-725.11 Chou YC，Yu MW，Wu CF，et al.Temporal relatio

18、nship betweenhepatitis B virus enhancer II/basal core promoter sequence variationand risk of hepatocellular carcinomaJ.Gut，2008，57（1）：91-97.12 Fang ZL，Sabin CA，Dong BQ，et al.The association of HBV corepromoter double mutations(A1762T and G1764A)with viral loaddiffers between HBeAg positive and anti-

19、HBe positive individuals：A longitudinal analysisJ.J Hepatol，2009，50（2）：273-280.13 Ren X，Xu Z，Liu Y，et al.Hepatitis B virus genotype andbasal core promoter/precore mutations are associated with hepatitisB-related acute-on-chronic liver failure without pre-existing livercirrhosisJ.J Viral Hepat，2010.E

20、pub ahead of print14 Kusumoto K，Yatsuhashi H，Nakao R，et al.Detection of HBV corepromoter and precore mutations helps distinguish flares of chronichepatitis from acute hepatitis BJ.J Gastroenterol Hepatol，2008，23（5）：790-793.15 Tsai WL，Lo GH，Hsu PI，et al.Role of genotype and precore/basalcore promoter

21、 mutations of hepatitis B virus in patients with chronichepatitis B with acute exacerbationJ.Scand J Gastroenterol，2008，43（2）：196-201.16 Poustchi H，Mohamadkhani A，Bowden S，et al.Clinicalsignificance of precore and core promoter mutations in genotype Dhepatitis B-related chronic liver diseaseJ.J Vira

22、l Hepat，2008，15（10）：753-760.17王九平，王臨旭，李軍，等.HBV野生株及C區(qū)突變株調(diào)節(jié)HLA-表達(dá)的作用J.肝臟，2006，11（5）：322-324.18 Sugiyama M，Tanaka Y，Kurbanov F，et al.Influences on hepatitisB virus replication by a naturally occurring mutation in the core geneJ.Virology，2007，365（2）：285-291.19 Ghany MG，Doo EC.Antiviral resistance and hepatitis B therapyJ.Hepatology，2009，49