張凱,徐東平,陳容娟,趙麗,劉璐潔,林亞云,李奇,思蘭蘭,李曉東,李進(jìn),藺淑梅,劉妍
我國約有9 300萬慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染者,每年有近30萬人死于HBV感染所致的肝衰竭、肝硬化(LC)和肝細(xì)胞癌(HCC)[1-2]。乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen,HBsAg)是診斷HBV感染、判斷抗HBV療效的重要指標(biāo),但有部分HBV感染者血清HBsAg陰性,而血清和(或)肝組織中可以檢測到HBV DNA,被稱為隱匿性HBV感染(occult hepatitis B virus infection,OBI)[3]。OBI與HBV漏診、輸血傳播、乙肝再激活等密切相關(guān)。既往研究顯示HBV S基因突變與一部分OBI發(fā)生密切相關(guān)[4-5]。HBsAg由HBV S基因編碼,其主要親水區(qū)(major hydrophilic region,MHR)是中和抗體作用的主要靶區(qū)域,對HBsAg抗原性具有重要意義,已發(fā)現(xiàn)的OBI相關(guān)免疫逃逸突變多位于MHR[6-7],目前國內(nèi)外已報道的主要OBI相關(guān)MHR免疫逃逸突變達(dá)數(shù)10種。本課題組前期從1例OBI患者、3例OBI獻(xiàn)血員血清中鑒定了9種代表性MHR免疫逃逸突變株,體外實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)這9種突變HBsAg的抗原性較野生型HBsAg的抗原性明顯降低,是引起OBI表現(xiàn)的主要原因之一,并證實(shí)突變HBsAg影響當(dāng)前HBsAg臨床診斷試劑的檢出能力[8-9]。OBI呈全球性分布,目前已報道的OBI主要見于獻(xiàn)血員、HCV或HIV等共感染、免疫受抑制者及健康人群等,大樣本研究主要集中于獻(xiàn)血員,關(guān)于大樣本臨床肝病患者中OBI檢出率少見報道。本研究回顧性分析11 650例肝病患者,探討肝病患者OBI的檢出率以及其HBV S基因MHR免疫逃逸突變特點(diǎn),并與低滴度、中高滴度HBsAg的慢性乙型肝炎(CHB)患者中檢出的MHR免疫逃逸突變進(jìn)行對比分析。
1.1 研究對象 借助本課題組建立的涵蓋多種肝臟疾病的HBV基因數(shù)據(jù)庫,回顧性分析于2007年7月-2011年8月在解放軍302醫(yī)院就診并進(jìn)行HBV DNA直接測序的11 650例肝病患者樣本,調(diào)取所有樣本對應(yīng)的臨床診療資料及HBV直接測序信息。OBI診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)2008年歐洲肝臟研究學(xué)會(EASL)在意大利發(fā)布的專家共識[3],即指通過現(xiàn)有技術(shù)檢測血清HBsAg陰性,但血清和(或)肝組織HBV DNA陽性,由于缺乏肝組織HBV DNA檢測,該回顧性研究只分析了血清HBsAg陰性、血清HBV DNA陽性的OBI患者。CHB、HCV感染、LC、HCC等診斷按照我國相關(guān)最新指南和診療規(guī)范的診斷標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[2,10-11]。
1.2 篩選方法 本研究從HBV基因數(shù)據(jù)庫篩選有血清HBsAg檢測結(jié)果的患者,調(diào)取血清HBsAg陰性、HBV DNA陽性人群即OBI患者的基本臨床資料以及HBV血清學(xué)檢測結(jié)果,并查找已成功測序的HBV S基因序列,鑒定基因型;同時篩選具有低滴度(5IU/ml≤HBsAg≤50IU/ml)、中高滴度(HBsAg ≥400IU/ml)HBsAg并已成功測序的患者,排除合并LC、HCC、HCV感染等疾病的患者,鑒定基因型,選擇年齡、性別、基因型與OBI組相匹配的CHB患者作為對照組,對比OBI組與兩組不同HBsAg滴度的CHB患者M(jìn)HR突變檢出情況。
1.3 基因型鑒定 根據(jù)所測定的HBV S基因序列,應(yīng)用MEGA4軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹并進(jìn)行遺傳距離分析,鑒定基因型。
1.4 HBV S基因MHR序列分析 用MegAlign軟件分析直接測序獲得的HBV S基因核酸序列,比對并鑒定MHR免疫逃逸突變,目前國內(nèi)外已報道的主要OBI相關(guān)MHR免疫逃逸突變見表1。HBV標(biāo)準(zhǔn)序列(序列號:AY217378C1、AF458664C2、X75656C3、AB048704C4、D00329B1、AB073823B2、AB033554B3、AB073835B4)來自于NCBI網(wǎng)站(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/genotyping/formpagex.cgi)。
表1 文獻(xiàn)報道的主要OBI相關(guān)HBV S基因MHR免疫逃逸突變[8,12]Tab.1 Previously reported major HBV S-gene MHR immune-escape mutations associated with OBI[8,12]
1.5 血清HBV標(biāo)志物定性及HBsAg與HBV DNA定量檢測 均送往我院檢驗科完成。采用Roche公司Elecsys定性試劑檢測血清HBV標(biāo)志物,采用HBsAg Elecsys定量試劑檢測血清HBsAg(檢測下限為0.05IU/ml);采用實(shí)時熒光定量PCR檢測血清HBV DNA(檢測下限為40IU/ml)。
1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以±s表示,兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 臨床大樣本肝病患者中OBI的檢出率 11 650例肝病患者中共計6996例患者進(jìn)行血清HBsAg定量檢測,其中5752例血清HBV DNA陽性,從中篩出血清HBsAg陰性且HBV DNA陽性的OBI患者12例,因此OBI檢出率為0.172%(12/6996)。同時分別篩選出年齡、性別、基因型與OBI組相匹配的低滴度和中高滴度HBsAg并有直接測序結(jié)果的CHB患者32例和50例作為對照組。詳細(xì)篩選流程見圖1。
2.2 OBI患者基本特征 12例OBI患者的血清抗-HBc均為陽性,其中8例伴抗-HBs陽性,3例伴抗-HBe陽性。有1例患者(P9)為HCV感染相關(guān)LC患者,該患者于30年前患急性乙肝;11例既往為CHB患者。有7例患者既往服用包括阿德福韋酯和拉米夫定在內(nèi)的NAs進(jìn)行抗病毒治療。12例OBI患者基本資料見表2。
圖1 OBI患者篩選流程圖Fig.1 Flow chart of OBI patient selection
表2 12例OBI患者基本資料Tab.2 Basic information of 12 OBI patients
2.3 OBI患者與CHB患者M(jìn)HR免疫逃逸突變對比
12例OBI患者中有8例直接測序成功,且此8例既往均被診斷為CHB,其中6例檢出存在HBV S基因MHR免疫逃逸突變(75%,6/8);低滴度HBsAg組共有8例檢測出MHR突變(25%,8/32),結(jié)合表1顯示包括經(jīng)典突變sG145R在內(nèi)的9種是已報道的OBI相關(guān)MHR突變;中高滴度HBsAg組共有20例存在MHR突變(40%,20/50),主要突變包括sL110I、sT113S、sS143T、sR160K和sF161Y,除sS143T外均不是已報道且公認(rèn)的OBI相關(guān)突變。將8例(P2-P8、P12)已成功測序的OBI患者與低滴度HBsAg組和中高滴度HBsAg組的CHB患者臨床資料及MHR突變信息進(jìn)行對比分析,OBI組均為C基因型,低滴度HBsAg組B、C基因型分別為4例(4/32)和28例(28/32),中高滴度HBsAg組B、C基因型分別為9例(9/50)和41例(41/50)。3組患者服用NAs抗HBV治療人數(shù)比例分別為62.50%、56.25%和70.00%(P=0.453),MHR突變率分別為75.00%、25.00%和40.00%(P=0.029,表3)。
表3 OBI與不同滴度HBsAg的CHB患者M(jìn)HR免疫逃逸突變檢出情況Tab.3 Detection of MHR immune-escape mutations in OBI and CHB patients with different HBsAg levels
OBI呈全球性分布[4,7,13],截至目前HBV高、低流行區(qū)域均報道有OBI檢出,但其流行情況報道差異較大,這與HBV流行地區(qū)、檢測方法、調(diào)查人群及調(diào)查時間段等有關(guān)。有研究報道OBI檢出率在獻(xiàn)血員中為0.002%~18.670%[7,14-18],在HCV感染人群中為8.6%~39.2%[19-21],還有HIV共感染、血液透析、接受經(jīng)免疫抑制劑或化療藥物治療及健康人群等也多檢出OBI。但目前缺乏關(guān)于肝病人群中OBI流行情況及與HBV S基因MHR免疫逃逸突變相關(guān)性等方面的臨床大樣本研究。
本研究在6996例肝病患者中檢出12例OBI患者,檢出率(0.172%,12/6996)明顯高于我國2015年以來獻(xiàn)血員人群的OBI發(fā)生率(0.015%~0.097%)[17,22-24]。如表2所示,本研究篩選出的OBI患者均與HBV感染相關(guān)。研究結(jié)果顯示數(shù)據(jù)庫中大樣本篩選出的OBI患者多數(shù)(7例,58.33%)是接受NAs藥物抗病毒治療后HBsAg轉(zhuǎn)陰或發(fā)生血清學(xué)轉(zhuǎn)換的患者,病毒多呈低、中水平復(fù)制。從結(jié)果可以看出肝病患者OBI與獻(xiàn)血員OBI具有不同的特點(diǎn),本研究中OBI患者的血清抗-HBc均為陽性,HBV DNA復(fù)制水平高于獻(xiàn)血員OBI,具有明確的HBV感染史,且多數(shù)經(jīng)歷過抗病毒等干預(yù)治療。需要注意的是,本研究納入的均為血清HBV DNA陽性樣本,已知血清HBV DNA呈間歇性出現(xiàn),并且臨床上還存在一部分血清HBV DNA陰性但肝組織中HBV DNA陽性的OBI,因此整體肝病人群中的OBI檢出率可能會高于本研究結(jié)果。
近年來HBsAg清除或消失成為判斷HBV臨床治愈的主要指標(biāo)之一,HBV臨床治愈指持續(xù)病毒學(xué)應(yīng)答且HBsAg陰轉(zhuǎn)或伴有抗-HBs陽轉(zhuǎn)、ALT正常、肝組織學(xué)病變輕微或無病變[2]。本研究提示一部分“臨床治愈”的患者血清HBsAg陰性或低于檢測下限是一種假象,可能處于OBI狀態(tài),病毒繼續(xù)復(fù)制,肝臟炎癥活動仍繼續(xù),有不斷進(jìn)展甚至發(fā)生HCC的風(fēng)險,另外如果接受免疫抑制劑等治療或罹患其他疾病使免疫系統(tǒng)受到強(qiáng)烈抑制,HBV可再次被激活,因此建議對于治療后血清HBsAg陰性患者仍應(yīng)定期復(fù)查病毒學(xué)及肝臟炎癥活動相關(guān)指標(biāo)。
本研究中8例OBI患者HBV DNA測序成功,其中有6例發(fā)生MHR突變,涉及10個氨基酸(aa)位點(diǎn),包括經(jīng)典免疫逃逸突變sG145R,由于該組樣本例數(shù)少,不能據(jù)此判定哪些突變與OBI相關(guān),但結(jié)合表1匯總的已報道的主要OBI相關(guān)HBV S基因突變,認(rèn)為MHR突變sQ101R/H、sL109R、sG112K、sK122R、sI/T126S、sA128V、sM133I/T、sG145R和sE164D均可能與OBI發(fā)生相關(guān)。低滴度HBsAg組CHB患者中有8例檢出MHR突變,其中sL110I、sT113S、sS143T、sR160K和sF161Y最為多見;中高滴度HBsAg組CHB患者中有20例檢出MHR突變,主要的突變?yōu)榕c低滴度HBsAg組突變檢出情況一致,除sS143T突變外,其余4種突變均不是目前已報道的主要OBI相關(guān)MHR免疫逃逸突變,提示并非所有MHR突變均與OBI發(fā)生相關(guān),推測不同MHR突變的機(jī)制及作用方向不同。
我國傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心對38 499例HBsAg陰性獻(xiàn)血員進(jìn)行的大樣本回顧性分析研究顯示,在OBI組、低滴度HBsAg組(0.05~100IU/ml)、高滴度HBsAg組(>100IU/ml)MHR突變率分別為55.7%(34/61)、34.0%(52/153)和13.0%(7/54),即隨著HBsAg滴度越高,突變率越低[7]。本研究中OBI與低滴度、中高滴度HBsAg的CHB患者M(jìn)HR突變率分別為75.00%、25.00%和40.00%,OBI組的MHR突變率明顯高于其他兩組(P=0.029),而中高滴度HBsAg組MHR突變檢出率反而高于低滴度HBsAg組,與上述研究結(jié)果不完全一致。分析兩項研究結(jié)果不一致的原因除研究人群、HBsAg分層方法及樣本數(shù)量等因素外,其中一個重要的原因可能在于NAs抗病毒藥物的使用。
本研究中3組NAs藥物服用率分別為62.50%、56.25%、70.00%(P=0.453),即3組中多數(shù)患者均進(jìn)行抗病毒治療。HBV S基因突變主要在自然條件、預(yù)防接種或抗病毒治療等條件下產(chǎn)生[4]。近期一項研究顯示NAs治療組免疫逃逸突變率明顯高于未治療組(24.4% vs. 10.9%,P<0.05),且11種聯(lián)合突變僅出現(xiàn)在NAs治療組,其中9種不伴隨耐藥突變,即免疫逃逸突變的出現(xiàn)不是因為耐藥突變所引起[25]。Lacombe等[26]學(xué)者在抗HBV治療隨訪過程中發(fā)現(xiàn),HBV S基因相關(guān)疫苗逃逸突變株隨時間不斷穩(wěn)定增加。結(jié)合諸多學(xué)者的研究結(jié)論,我們考慮本研究中的HBV S基因MHR突變應(yīng)該主要是在NAs治療壓力條件下產(chǎn)生,因此CHB患者組也有較高的MHR突變檢出率。目前強(qiáng)效、高耐藥基因屏障的NAs仍是抗HBV的一線用藥,所以在抗病毒治療過程中尤其進(jìn)行長期NAs治療時應(yīng)關(guān)注HBV S基因突變及OBI的發(fā)生。
值得注意的是,OBI組的血清抗-HBs陽性率高達(dá)75.00%,明顯高于其他兩組CHB患者。這可能與突變HBsAg誘導(dǎo)產(chǎn)生低結(jié)合力的抗-HBs抗體,進(jìn)而產(chǎn)生位阻效應(yīng)干擾HBsAg檢測試劑檢測有關(guān)。近期我國一項研究納入兩組CHB患者,組Ⅰ為145例抗-HBs陽性的患者,組Ⅱ為141例血清抗-HBs陰性的患者,研究顯示組Ⅰ的“a”決定簇突變率明顯高于組Ⅱ(4.05% vs. 1.22%,P<0.05),進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)組Ⅰ中包括sG145R在內(nèi)的突變削弱了源于疫苗接種人群的抗-HBs抗體的中和能力[27]。
綜上所述,本研究中肝病患者OBI發(fā)生率高于近幾年報道的我國獻(xiàn)血人員的OBI發(fā)生率;多數(shù)OBI中檢出的MHR突變是已報道的OBI相關(guān)MHR免疫逃逸突變,其產(chǎn)生與NAs抗病毒藥物治療壓力關(guān)系密切,應(yīng)引起重視;OBI中檢出的MHR突變是已報道的OBI相關(guān)MHR免疫逃逸突變,而在不同HBsAg滴度的CHB患者中檢出的MHR突變大多不是已報道且公認(rèn)的OBI相關(guān)突變,提示并非所有的MHR突變均能引起OBI表現(xiàn)。
[1]Wang FS, Fan JG, Zhang Z, et al. The global burden of liver disease: the major impact of China[J]. Hepatology, 2014, 60(6):2099-2108.
[2]Wang GQ, Wang FS, Cheng J, et al. The guideline of prevention and treatment for chronic hepatitis B: a 2015 update[J]. Chin J Exp Clin Infect Dis (Electron Ed), 2015, 9(5): 570-589. [王貴強(qiáng), 王福生, 成軍, 等. 慢性乙型肝炎防治指南(2015年版)[J].中華實(shí)驗和臨床感染病雜志(電子版), 2015, 9(5): 570-589.]
[3]Raimondo G, Allain JP, Brunetto MR, et al. Statements from the Taormina expert meeting on occult hepatitis B virus infection[J]. J Hepatol, 2008, 49(4): 652-657.
[4]Pollicino T, Cacciola I, Saffioti F, et al. Hepatitis B virus PreS/S gene variants: pathobiology and clinical implications[J]. J Hepatol, 2014, 61(2): 408-417.
[5]Zhang K, Liu Y, Chen RJ, et al. Analysis of the influence of nine occult HBV infection-related S-gene mutations on HBsAg detection[J]. Med J Chin PLA, 2017, 42(10): 865-869. [張凱,劉妍, 陳容娟, 等. 隱匿性HBV感染相關(guān)S基因突變對HBsAg檢測的影響及其機(jī)制[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2017, 42(10):865-869.]
[6]Samal J, Kandpal M, Vivekanandan P. Molecular mechanisms underlying occult hepatitis B virus infection[J]. Clin Microbiol Rev, 2012, 25(1): 142-163.
[7]Huang CH, Yuan Q, Chen PJ, et al. Influence of mutations in hepatitis B virus surface protein on viral antigenicity and phenotype in occult HBV strains from blood donors[J]. J Hepatol, 2012, 57(4): 720-729.
[8]Zhang K, Liu Y, Chen R, et al. Antigenicity reduction contributes mostly to poor detectability of HBsAg by hepatitis B virus (HBV)S-gene mutants isolated from individuals with occult HBV infection[J]. J Med Virol, 2018, 90(2): 263-270.
[9]Zhang K, Liu Y, Chen RJ, et al. Analysis of the influence of nine occult HBV infection-related S-gene mutations on HBsAg detection[J]. Med J Chin PLA, 2017, 42(10): 865-869. [張凱,劉妍, 陳容娟, 等. 隱匿性HBV感染相關(guān)S基因突變對HBsAg檢測的影響及其機(jī)制[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2017, 42(10):865-869.]
[10]Chinese Society of Hepatology and Chinese Society of Infectious Diseases, Chinese Medical Association. The guideline of prevention and treatment for chronic hepatitis C: a 2015 update[J]. Chin Hepatol, 2015, 20(12): 933-949. [中華醫(yī)學(xué)會肝病學(xué)分會, 中華醫(yī)學(xué)會感染病學(xué)分會. 丙型肝炎防治指南(2015年更新版)[J]. 肝臟, 2015, 20(12): 933-949.]
[11]Health and Family Planning Commission of the People's Republic of China. Diagnosis, management, and treatment of hepatocellular carcinoma (V2017)[J]. Infect Dis Info, 2017,30(3): 705-720. [中華人民共和國衛(wèi)生和計劃生育委員會醫(yī)政醫(yī)管局. 原發(fā)性肝癌診療規(guī)范(2017年版)[J]. 傳染病信息, 2017, 30(3): 705-720.]
[12]Chen J, Liu Y, Zhao J, et al. Characterization of novel hepatitis B virus preS/S-gene mutations in a patient with occult hepatitis B virus infection[J]. PLoS One, 2016, 11(5): e0155654.
[13]Minuk GY, Sun DF, Uhanova J, et al. Occult hepatitis B virus infection in a North American community-based population[J].J Hepatol, 2005, 42(4): 480-485.
[14]Seo DH, Whang DH, Song EY, et al. Prevalence of antibodies to hepatitis B core antigen and occult hepatitis B virus infections in Korean blood donors[J]. Transfusion, 2011, 51(8): 1840-1846.
[15]Thedja MD, Roni M, Harahap AR, et al. Occult hepatitis B in blood donors in Indonesia: altered antigenicity of the hepatitis B virus surface protein[J]. Hepatol Int, 2010, 4(3): 608-614.
[16]Yuen MF, Lee CK, Wong DK, et al. Prevalence of occult hepatitis B infection in a highly endemic area for chronic hepatitis B: a study of a large blood donor population[J]. Gut, 2010, 59(10):1389-1393.
[17]Wang Z, Zeng J, Li T, et al. Prevalence of hepatitis B surface antigen (HBsAg) in a blood donor population born prior to and after implementation of universal HBV vaccination in Shenzhen,China[J]. BMC Infect Dis, 2016, 16(1): 498.
[18]Kiely P, Margaritis AR, Seed CR, et al. Hepatitis B virus nucleic acid amplification testing of Australian blood donors highlights the complexity of confirming occult hepatitis B virus infection[J]. Transfusion, 2014, 54(8): 2084-2091.
[19]Chen HY, Su TH, Tseng TC, et al. Impact of occult hepatitis B on the clinical outcomes of patients with chronic hepatitis C virus infection: a 10-year follow-up[J]. J Formos Med Assoc, 2016,116(9): 697-704.
[20]Vakili Ghartavol Z, Alavian SM, Amini S, et al. Prevalence of occult hepatitis B virus in plasma and peripheral blood mononuclear cell compartments of patients with chronic hepatitis C infection in tehran-iran[J]. Hepat Mon, 2013, 13(5):e10134.
[21]Squadrito G, Cacciola I, Alibrandi A, et al. Impact of occult hepatitis B virus infection on the outcome of chronic hepatitis C[J]. J Hepatol, 2013, 59(4): 696-700.
[22]Lin H, Zhao H, Tang X, et al. Serological patterns and molecular characterization of occult hepatitis B virus infection among blood donors[J]. Hepat Mon, 2016, 16(10): e40492.
[23]Kuang JP. Application of nucleic acid to detect hepatitis B virus in blood donors[J]. Mod Diagn Treat, 2015, 1(10): 2344-2345.[曠潔平. 應(yīng)用核酸檢測獻(xiàn)血者乙型肝炎病毒的效果分析[J]. 現(xiàn)代診斷與治療, 2015, 1(10): 2344-2345.]
[24]Zhang T, Liao HM, Zhang CH, et al. Characterization of occult hepatitis B virus infection in Chongqing unpaid blood donors[J]. Infect Dis Info, 2017, 30(1): 44-47. [張濤, 廖紅梅,張春紅, 等. 重慶地區(qū)無償獻(xiàn)血人群隱匿性乙型肝炎病毒感染的特征[J]. 傳染病信息, 2017, 30(1): 44-47.]
[25]Shan M, Shen Z, Sun H, et al. The enrichment of HBV immuneescape mutations during nucleoside/nucleotide analogue therapy[J]. Antivir Ther, 2017, 22(8): 717-720.
[26]Lacombe K, Boyd A, Lavocat F, et al. High incidence of treatment-induced and vaccine-escape hepatitis B virus mutants among human immunodeficiency virus/hepatitis B-infected patients[J]. Hepatology, 2013, 58(3): 912-922.
[27]Fu X, Chen J, Chen H, et al. Mutation in the S gene of hepatitis B virus and anti-HBs subtype-nonspecificity contributed to the co-existence of HBsAg and anti-HBs in patients with chronic hepatitis B virus infection[J]. J Med Virol, 2017, 89(8): 1419-1426.