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肝胆相照论坛 论坛 学术讨论& HBV English 存档 1 乙型肝炎病毒基因变异及应用研究进展
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乙型肝炎病毒基因变异及应用研究进展 [复制链接]

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发表于 2004-12-14 06:30
乙型肝炎病毒(HBV) 是一种嗜肝DNA病毒,基因组约含3200个硷基对,其长链有4个开放性读框(ORF),即S区、C区、P区和X区,由于在乙型肝炎病毒的复制过程中有逆转录过程的参与,因而乙型肝炎病毒较其它DNA病毒更容易发生变异,文献显示乙型肝炎病毒的每一个基因区和每一种病毒蛋白均可发生突变,并藉此达到诊断逃逸、免疫逃逸、疫苗逃逸和抗病毒治疗逃逸等目的,使针对HBV的病原学检测结果多样化,HBV感染后的临床表现多样化、临床经过复杂化,抗HBV治疗困难化[1]. 近几年来,有关HBV基因型、基因变异及其在临床上的应用研究取得了一些新的进展,现综述如下:
1 HBV 基因分型
HBV基因型的差异是病毒基因变异的结果,最早是在1988年由Okamoto等提出,分型标准是DNA序列同源性〈92%,异质性≥8%为不同基因型,由于全基因序列测定较为繁琐,1992年Norder等证实了利用单独使用S基因进行分型的可靠性,分型标准是S基因序列异质性≥4%,依据这个标准,单克隆抗体酶联免疫吸附法, PCR-限制性片段长度多态性分析法, PCR微板核酸杂交法也被证实可用于HBV基因分型。
目前发现的HBV基因型可以分为A~H八种,并呈现一定的地理区域性分布特征,A型主要分布在北欧、西欧、美国及非洲,B和C型主要分布在亚洲东部,D型分布在世界各地,但以中东、北非和南欧为主,E型只分布在非洲、F型主要在美洲、G、H型在美国和法国发现,在中国大陆地区,主要为B和C基因型,其中南方以B基因型为主,北方以C基因型为主,宁夏地区、广东地区和香港地区有15%的乙肝病毒感染者为D基因型感染。
不同基因型的HBV可能导致不同类型的临床肝病,以A、D基因型为主的西欧国家,A型与慢性活动型肝炎、D型与急性自限性肝炎密切相关,而在台湾C型与慢性乙型肝炎病情加重,发展为肝硬化和肝癌的可能性较大,类似的研究结果还显示肝硬化或肝癌患者感染乙型肝炎病毒C基因型的比例明显高于B基因型,提示对HBV C基因型感染者采取积极而有效的抗病毒治疗可能会减少肝硬化或肝癌的发生。
不同基因型的HBV对抗病毒药物的应答不一样,JH KO报道了干扰素对乙型肝炎病毒B基因型感染者的治疗效果优于C基因型感染者,国内王永忠等通过对68例接受核苷类药物拉米夫定治疗的慢性乙肝患者的跟踪观察,发现拉米夫定治疗后HBV C基因型感染者反跳比例明显低于B基因型感染者。
2 HBV S基因区变异
S基因区包括前S1、前S2及S基因,分别编码前S1蛋白、前S2蛋白及S蛋白. 前S1蛋白含有能影响HBsAg分泌的调节序列,研究证实第63~67氨基酸(AA)或第83~87AA的删除会使HBsAg的分泌受限,前S1起始码下游第230碱基,可突变形成终止码,并影响前S2起始码,这种突变可能是HBV逃避干扰素治疗和宿主免疫清除的一种方式,HBV-DNA第2995~3177nt位于前S开放读码框(ORF)内,其缺失可削弱前S的免疫性,但仍能保留与肝细胞的结合位点,故有利于HBV逃避免疫攻击,形成慢性携带状态,因而HBsAg转阴并不总是预后良好,相当比例HBsAg?(-)?、抗HBs?(+/-)?的患者体内仍可检出HBV-DNA,可能原因有:①HBsAg滴度低,常规方法不能检出;②HBsAg隐匿于HBsAg/抗HBs复合物中;③病毒整合后S基因替代突变、缺失或重排;④HBV变异株产生HBsAg缺陷,抗原性与免疫原性改变,S基因突变株至少见于:①HBsAg(-)的HBV感染者;②HBsAg(+)?母亲所生婴儿用乙肝疫苗免疫失败者;③原位肝移植受者免疫预防再感染失败者,HBsAg第99~169AA即所谓能刺激中性抗体产生的“a”决定簇, 在用高效价乙肝免疫球蛋白(HBIG)预防HBV再感染的原位肝移植受者体内检出的S突变株,约?1/2?突变位于“a”决定簇第一环内(124~137AA),其余主要位于第2环内(138~147AA),特别是第142,144,145AA三处,包括典型的“疫苗逃避株”145甘氨酸→精氨酸. 这些突变可削弱或改变HBsAg的免疫原性,降低HBsAg被HBIG识别的能力;撤除HBIG后又可回复到野生型,高度提示这些突变是长期免疫压力筛选的结果,Jongerius在一例HBsAg、抗HBs均阴性但抗HBe,抗HBc,HBV-DNA阳性的长期献血者中发现,“a”决定族区发生129谷氨酰胺→精氨酸、133蛋氨酸→苏氨酸突变,既提示它们与HBV慢性感染相关,也说明仅用一种方法筛选献血者是不安全的,在江苏常州地区乙肝疫苗免疫失败儿童中,发现了第134位苯丙氨酸(Phe)被异亮氨酸替代和第145位甘氨酸(Gly)被丙氨酸(Ala)替代。
2 C基因区变异
2.1C基因区调控序列的变异 C基因区中前C和C基因上游的调控序列包括基本C区启动子(BCP)、核心上游调节序列(CURS)、负调节元件(NRE)等. BCP可启动前C mRNA和C mRNA的转录,CURS能定向调节BCP的活性,NRE可抑制或取消CURS的这种活性,这些序列均可发生变异;最重要、最常见的突变是BCP中的1762nt A→T,1764nt G→A,两者常同时出现,可能与活动性肝炎、肝硬变、肝癌、急性肝衰竭等均相关, 体外试验显示这种联合突变可明显减少前C mRNA及HBeAg的产生,T1762 A1764?变异很少在急性肝炎中检出,而主要出现于慢性感染过程中,可能是宿主免疫筛选的结果,王永忠等对HBeAg/抗HBe血清学转换过程中的标本进行检测发现,所有病例出均出现了联合突变,文献还认为这种突变可作为判断HBeAg?(+)?的免疫耐受者发生免疫激活的指标,以及干扰素治疗时选择合适病例的一个依据。
2.2前C基因突变 前C基因亦可发生多处位点突变,经典的突变是1896nt G→A,可使前C区第28密码子TGG(色氨酸)转变为终止码TAG,导致前C蛋白翻译中断,HBeAg不能产生;前C起启码亦可发生突变而不能启动HBeAg合成. 上述变异可发于干扰素治疗后,提示可能有助于HBV逃避免疫攻击形成慢性感染状态. 新近Kramvis报道肝癌患者体内HBV前C基因可发生替代、插入、缺失等多种类型的突变,其中1862nt G→T出现频率较高,它位于HBV-DNA加帽信号区的突出处,可破坏HBV-DNA的复制或信号肽的水解,导致HBeAg不表达,病毒复制受到干扰后,有可能提高HBV-DNA整合入宿主染色体的能力,从而致癌. Ehata认为,前C突变可作为判断HBeAg→抗HBe血清学转换的一个指标;前C突变先于抗HBe(+)出现者,可能是干扰素等药物诱导的转换,反之则可能是自然转换. 在抗HBe→HBeAg逆转换者的血清中只测及HBV野生株.?
2.3 C基因突变 C基因可发生多位点多种类型的突变,是HBV感染慢性化、肝细胞损伤加重的重要原因. 它有3个突变集中区域:①第48~60AA;②第84~101AA,其中第87~97AA更是一变异热点;③第147~155AA,此处系前体蛋白处理位点,相应的DNA序列发生错义突变或出现终止码将减少病毒蛋白的产生和分泌. Cariani ?et al?报道前C基因变异可同时合并前S或S基因变异,不能同时合成HBcAg,前S蛋白等免疫原性蛋白,使HBV更易逃避免疫清除.
3 P基因区变异
P基因区编码HBV DNA聚合酶(DNAP),其自然突变率与逆转录病毒基因相近,每年约为2×10-4碱基/位点. 第2798ntA→C可使DNAP中的一个脯氨酸由苏氨酸取代,导致HBV复制缺陷. 近年来临床上逐渐推广使用核苷类似物拉米夫定(lamivudine)、其作用靶位主要是DNAP,通过与底物dNTP竞争结合位点以抑制HBV的逆转录和复制. 但这种药物易引起DNAP多处位点发生突变. DNAP催化中心核苷酸结合位区存在高度保守的“酪氨酰(Y)、蛋氨酰(M)、天冬氨酰(D)”氨基酸基序(YMDD Motif),是DNAP发挥催化活性所必需的关键性  

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结构. 核苷类药物抗病毒治疗时,YMDD中M易突变为异亮氨酸或缬氨酸(V);这两种突变虽使病毒对所用药物产生耐受并能持续复制和致病,除此以外,王永忠等还报道了DNAp区R473和N477的联合突变,可能也与HBV对拉米夫定耐药有关。
4 X基因区变异
Moriyama在体外试验中发现HBV-DNA第1763~1770nt和1753~1772nt的删除,均可使ORF-X读码提前终止;在HepG2细胞中,这两种变异株产生HBsAg,HBcAg,HBeAg均下降,但DNA水平与野生株相仿或稍高,提示病毒复制能力变化不大;将后一变异株与少量完整的X基因共转染细胞,则HBcAg产量比单纯变异株多3倍. 但Cabrerizo报道HBV ORF-X变异可能也是某些患者体内HBV DNA水平较低、病毒生化活性减弱的一个原因. 这些结果有相矛盾之处,可能因为:①体内外环境不同;②变异位点和种类不同;③ORF-X/C基因区调控序列重叠处的变异,如前述T1762? A1764等,对所属不同基因区的影响相异. HBxAg也可能成为致敏CTL攻击的靶抗原,患者血清中可溶性HBxAg相关多肽可调节CTL对靶细胞的免疫识别,因此ORF-X变异可能亦不利于清除HBV. 另一方面,HBxAg是一种强力反式激活因子,可通过多种途径促发肝细胞癌变,ORF-X变异后对HBxAg的这种功能将产生何种影响,值得关注.?

展望:乙肝病毒的变异是相对的,不同的地区具有不同的基因型分布特征,在研究病毒基因变异时,也不能只简单的研究某一个基因的突变,而应综合考虑基因组变异的意义,所以从乙型肝炎病毒基因分型并结合片段基因的突变来研究乙型肝炎的发病机制、临床治疗及预后可能是很有意义的。

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发表于 2004-12-14 11:20
谢谢
总是幻想在记忆的沙漠里 寻找幸福的宝藏 挥汗如雨的季节 却是那么漫长
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