HBV基因变异与肝纤维化、肝硬化关系的研究进展

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陈洁  张欣欣    上海交通大学医学院附属瑞金医院感染科肝纤维化、肝硬化是临床常见的肝脏病变，是一种或多种病因长期或反复作用于肝脏而引起的弥漫性肝脏损害，我国的常见类型是肝炎后肝硬化。目前我国约有慢性乙型肝炎患者2000万例，肝纤维化、肝硬化的5年累积发生率为12%～15%，一旦发生失代偿肝硬化，5年的病死率高达70%～86%。HBV感染者病情的临床转归与病毒、宿主及环境因素密切相关，近十年研究发现，HBV基因变异在慢性乙型肝炎的疾病进展中发挥重要作用。因此本文就HBV基因变异与乙肝肝纤维化、肝硬化进展的相关性进行综述。

HBV基因组结构及其复制特点
HBV属嗜肝逆转录DNA病毒。HBV基因组结构严密，组织高效，其基因组由不完全环状双链DNA组成，负链约含3200个碱基，正链的长度可变，相当于负链的50%～80%。HBV基因组中4个相互重叠的开放读码框均位于负链，分别为S区、C区、P区和X区。其中S区完全嵌合于P区内，C区和X区分别有23%和39%与P区重叠，C区和X区分别有4%~5%重叠，因此一段序列的变异可能影响其他基因的表达，从而造成病毒生物学特性多方面的变化。HBV DNA复制时以前基因组RNA为模板，利用自身的DNA聚合酶逆转录成负链DNA。由于HBV聚合酶缺乏校正功能，故其基因变异率较一般DNA病毒高。

HBV准种变异与肝纤维化、肝硬化
在HBV感染者体内，HBV因其复制所需的逆转录酶保真性低，或同时在感染宿主的免疫压力或抗病毒药物的选择压力下，病毒核酸成分容易发生变异，造成体内同时存有基因序列有差别的种群，即准种（quasispecies）的自然存在方式。准种的存在是HBV各种变异株共存，相互促进和制约的动态过程。在不同的选择压力下，高频突变和复杂度变异谱系不仅为病毒提供了选择上的优势，也是病毒长期生存所需。姚碧莲等通过对50例未接受抗病毒治疗的HBV感染者逆转录酶区的准种异质性进行分析，发现乙型肝炎肝硬化患者中的准种复杂度及准种离散度明显高于慢性乙型肝炎患者，提示随着病程延长和病情加重，HBV的准种趋向复杂。其机制可能是复杂的准种演变可导致疾病的慢性化并不断诱导肝细胞炎性损害，增加产生新的HBV基因变异的机会；同时变异病毒毒力增强和抗原表位发生改变，可能引起过度免疫应答反应，造成严重的肝细胞损伤。

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HBV基因突变与肝纤维化、肝硬化

Pre-S区突变与肝纤维化、肝硬化

S区分为前S1、前S2及S三个编码区，分别编码前S1蛋白（Pre-S1），前S2蛋白（Pre-S2）及HBsAg。HBsAg为小分子蛋白或主蛋白；Pre-S2与HBsAg合称中分子蛋白；三者合称大分子蛋白，前S蛋白有很强的免疫原性。近期研究指出S区相对保守，基因序列存在较高的同源性。

Yin等发现，与慢性乙型肝炎患者相比，Pre-S1突变与感染基因C型HBV的肝硬化患者呈负相关，而A2964C及T3116C突变则与肝硬化独立正相关。Chen等进一步发现对于HBeAg阴性的慢性乙型肝炎患者，Pre-S缺失突变、T1766和（或）A1768突变与肝硬化进展显著相关，同时HBV多重突变模式（Pre-S缺失突变、T1762/A1764及T1766和[或]A1768突变）比单一突变更易进展至肝硬化。Malik等的前期研究发现，78例乙型肝炎肝硬化患者中，17.9%的患者S基因"a"抗原决定簇区出现A184V基因突变，同时4.2%的患者出现SL173F基因突变、6.4%的患者出现SW172终止突变。S区"a"抗原决定簇的基因突变可改变氨基酸序列，导致S蛋白改变。Panigrahi等研究发现，在印度奥里萨邦D5基因亚型感染的乙型肝炎肝硬化患者中，发生氨基酸变异率较高的位点包括L101Q、C101R、G112R、Q129R、S143M、T126I、P127T、C149Y、304C107R、W156R和F161Y。约30.9%的S基因突变发生在HBs的主要亲水区，从而改变了抗原决定簇的三维结构，导致HBV免疫逃逸，甚至可引起严重的临床及公共健康方面的问题，如疾病进展及肝移植患者接种乙肝高效价免疫球蛋白的失败等。

核心启动子区/前C区突变与肝纤维化、肝硬化

C区由前C基因和C基因组成，起于第1818位核苷酸，止于第2458位核苷酸，为一全长642个核苷酸的基因编码区，主要编码HBeAg和HBcAg。HBV的C基因核心启动子区（basic core promoter，BCP）调控HBV前C基因组mRNA和前基因组mRNA转录，因此HBV BCP是HBV复制的关键性调控因子。

Truong等既往研究指出，BCP区A1762T/G1764A双突变与肝病进展密切相关。Didik等在感染HBV基因亚型B3的印度尼西亚患者中新发现，BCP区T1753V突变为慢性肝病进展为肝纤维化、肝硬化甚至是原发性肝细胞癌的独立危险因素，其结果同样也出现在日本、中国及韩国的进展性肝病患者中。研究同时指出，在宿主免疫压力下BCP区发生C1638T突变，可导致疾病的慢性化及严重化。Bouchra等在进展性肝病如肝硬化、HCC患者BCP区同时也发现了T1753V、C1653T及C1766T/T1768A突变位点，其中C1653T改变了增强子结合蛋白α结合位点形成回文序列，从而增强C基因启动子活性及促进病毒复制，同时此基因突变可导致HBx蛋白氨基酸序列H94Y变异，从而影响HBx的反式激活作用；T1753V还可促进HBV DNA整合到人类基因组中，导致疾病的慢性化进展。C1766T/T1768A双突变可作为HBeAg阴性肝硬化患者的独立危险因素，其主要机制是通过增加前基因组mRNA的壳体化促进病毒的组装。

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Rezende等研究发现，约36%的巴西慢性乙型肝炎患者发生前C区G1896A突变，并且突变率在乙型肝炎慢性感染终末期状态显著性升高，其可能原因为病毒在宿主免疫压力下利用自身变异能力，经过自然选择而成为优势感染毒株。G1896A突变一方面可导致病毒持续复制及肝细胞炎症活动；另一方面可协助HBV逃避宿主免疫应答，最终导致病情加重，进展至肝纤维化、肝硬化，其机制可能为HBeAg作为细胞及抗体介导的免疫应答的重要靶位，G1896A突变可降低HBeAg的抗原滴度从而诱发免疫耐受。Mohamadkhani等进一步指出，核心蛋白CTL抗原表位及C-末端磷酸位点的突变引起肝细胞炎症病理改变，与乙型肝炎肝纤维化密切相关。

X区突变与肝纤维化、肝硬化

X基因编码X蛋白，即HBxAg。HBxAg具有反式激活作用，可激活HBV本身的多种调控基因，促进HBV复制。Zhang等发现，乙型肝炎肝硬化及HCC患者血清中抗-HBx明显高于慢性乙型肝炎患者，因此抗-HBx可作为预测乙型肝炎肝硬化及HCC的指标。Eun等发现，X基因存在G1386M、C1485T、C1653T、T1753V和A1762T/G1764A突变，可分别引起V5M/L、P38S、H94Y、I127T/N和K130M/V131I等相关氨基酸序列的改变，促进了HBx的反式激活及抑制凋亡的作用。研究进一步指出G1386M（V5M/L）是慢性乙型肝炎向肝硬化、HCC进展的相关因子。Lee等研究发现，位于BCP区的HBx突变可调节NF-κB信号通路，而NF-κB在肝细胞的恒定性、病理生理改变及炎症-肝纤维化-肝癌轴中发挥着重要作用。

小结

近十年来，越来越多的研究结果提示HBV基因变异与乙型肝炎肝纤维化、肝硬化的发生、发展密切相关，同时宿主的年龄、病毒基因型、肝脏的炎症活动也是肝硬化的危险因子。但目前就HBV基因突变是否可预测肝纤维化、肝硬化以及病毒与宿主的相互作用有待进一步研究，以进一步揭示乙型肝炎肝纤维化、肝硬化的发病机制，为临床治疗提供新的靶点。

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HBV基因组结构严密，组织高效