隐匿性乙肝病毒感染发生机制和临床意义研究进展

2018-01-18 05:36李伟武文黄象艳
中华实验和临床病毒学杂志 2018年2期
关键词:隐匿性献血者甲基化

李伟 武文 黄象艳

250002 济南军区总医院第二门诊部(李伟),输血科(武文、黄象艳)

1 隐匿性乙肝病毒感染概述

在20世纪80年代初可以检测到乙型肝炎病毒(HBV)DNA后,隐匿性乙肝病毒感染(Occult hepatitis B infection, OBI)被发现,自2000年后开始被广泛研究,近年来相关研究更是呈直线上升趋势[1]。

2008年的一个国际会议对OBI进行了定义,OBI指常规检测HBsAg阴性,而血液和/或肝脏组织中可检测到HBV DNA[2]。OBI分为血清学阳性和血清学阴性,血清学阳性指乙肝核心抗体(anti-HBc) 阳性,同时伴随或不伴随乙肝表面抗体 (anti-HBs)阳性[3]。尽管绝大多数OBI个体都存在anti-HBc,但仍有20%的OBI个体只有HBV DNA阳性而其他血清学标志物均为阴性[4]。与慢性乙型肝炎相比,OBI往往具有较低的HBV DNA水平[5],Raimondo等[2]认为乙肝表面抗原(HBsAg)阴性的OBI个体血清中HBV DNA往往低于200 IU/ml,有的甚至在血清中检测不到而只能在肝脏组织中检测到HBV DNA。因此,OBI的存在对临床诊断和献血者血液检测提出了挑战。

OBI在不同国家和地区的流行率与当地的乙型肝炎病毒(HBV)感染流行率相关,OBI在亚洲的流行率相对高一些[6]。OBI在不同人群中的流行率也不相同[7],OBI在丙型肝炎患者和艾滋病患者中发生的机率相对较高,有的报道甚至可以高达20%至40%,OBI在肿瘤患者和透析患者中也有一定的发生率,更值得引起注意的是,OBI在乙肝疫苗接种者和无偿献血者中也有发现,虽然发生率较低,但对输血安全构成了极大威胁。

2 OBI发生机制

OBI的发生可能只存在于疾病进展或HBV感染的某一个阶段,到目前为止,尚没有一个稳定可用的实验系统是适合对HBV感染进行充分研究的,因为HBV的感染过程是一个复杂而且不稳定的过程[8]。OBI发生机制可能涉及多方面因素,虽然目前的研究还不能给出一个统一而确定的答案来阐述OBI的发生原因,但是许多研究涉及多因素抑制病毒活性直到诱导隐匿HBV状态的发生[8]。对OBI发生机制的总结有助于更深入了解HBV感染和OBI的发生,并对研究HBV感染更为合适的治疗策略有重要意义。以往的研究数据和各种假说提示,在诱导OBI发生的过程中,OBI发生机制涉及机体参与控制HBV感染和对HBV复制的抑制,涉及病毒本身的因素以及HBV与其他病毒或非病毒因素等共同作用的因素。

2.1宿主因素许多证据表明宿主因素对OBI的诱导和隐匿感染状态维持起着重要作用[8]。一项体外研究显示,OBI状态的HBV一旦从机体的肝脏微环境中分离出来,其复制、转录和蛋白质合成能力就可以完全恢复[9],也从侧面说明宿主因素对OBI发生的不可忽视的作用。

2.1.1 免疫因素:许多临床研究已经清楚地表明了免疫抑制条件下,包括血液恶性肿瘤、化疗或免疫抑制治疗等,都可能会引起OBI的重新激活,使HBV感染由隐匿性状态变为具有典型血清学特征的显性感染[10]。这也是间接说明宿主免疫监视参与 OBI发生的证据。在OBI个体中HBV虽然没有被完全清除,但机体的免疫系统可能通过复杂的机制将病毒的复制合成控制在一个较低的范围内。

研究发现,OBI中抗HBc血清学标志物阳性的患者表现出典型的保护性记忆的T细胞应答,也就是免疫介导的病毒控制[11]。在对土拨鼠肝炎模型研究中也发现,继发性隐匿性感染伴有病毒特异性T和B细胞免疫应答,原发性隐匿性感染中检测到病毒特异性T细胞,两种隐匿性感染都与病毒DNA整合入肝脏和免疫系统基因组相关[12]。 Bes 等[13]对OBI献血者的研究观察到有效的多特异性HBV特异性T细胞应答,研究认为免疫反应可以抑制病毒复制,将其控制在一个较低的水平,从而导致HBsAg水平低至无法检测,表现为OBI。

最新的一项研究提示宿主HLA基因是OBI发病机制的重要影响因素,HLA在免疫反应中具有重要作用并可调节机体免疫应答,这个结果也进一步说明宿主免疫系统在OBI发生发展过程中的重要作用[14]。

2.1.2 表观遗传学因素:DNA修饰,包括甲基化、染色质构象变化、核蛋白修饰等,会直接影响基因的表达,但DNA水平没有变化。这就是表观遗传学的影响,是非基因序列改变所致基因表达水平变化,目前也被认为是OBI的发生机制之一[15]。

HBV DNA的甲基化已被认为是一种细胞防御机制,用于沉默病毒基因组。已经发现,基因启动子区CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化会导致基因沉默[16]。HBV基因组是3.2 kb双链环状DNA,包含三个富含CpG的区域,分别是S基因的ATG位点、X基因的启动子和P基因的ATG位点。研究观察到在对肝细胞细胞系进行体外转染时,甲基化的HBV DNA可以使HBsAg的表达降低了90%以上[17]。在发生OBI的HCC患者样本,还发现了整合在宿主基因组中的甲基化HBV序列[17]。目前还不清楚细胞是否利用DNA甲基化来将HBV基因组沉默而作为机体的一种自卫形式,或者HBV基因组是否利用细胞甲基化来逃避宿主免疫系统的监视[18],但DNA甲基化应该是OBI形成的机制之一。

结合在DNA上的组蛋白的乙酰化是调节HBV转录活性的另一种机制,cccDNA组蛋白表观遗传修饰的重要性在调控HBV转录和复制中的作用也不断被研究。有数据发现OBI患者的肝组织中cccDNA结合组蛋白低乙酰化[8]。Belloni等[19]的研究表明HBx突变个体中存在影响cccDNA功能和HBV复制的表观遗传复杂网络,如防止cccDNA脱乙酰化来控制HBV复制的表观遗传机制。因此,OBI发生过程中不能排除组蛋白修饰的影响。

2.2病毒因素由于OBI最主要的表现是血清中缺乏可检测的HBsAg,因此很多OBI机制研究都集中在HBsAg的基因及其调控区域的突变。许多研究显示pre-S缺失突变和S基因点突变,与OBI相关[20-22]。preS1区域的缺失突变会影响病毒包装;S基因突变,尤其是主要亲水性区域的突变,可能会导致抗原决定簇构象的改变或者抗原蛋白的修饰,比如,突变G145R、Q129R和M133T,均可导致蛋白构象的改变,进而使试剂盒检测HBsAg时发生失败[23];另外, HBV 基因突变还可以通过调控来降低HBsAg 的表达和分泌,进而减少循环中HBsAg 的产物量[24-25],最终导致HBsAg量低于试剂盒检测限而导致无法检测。有报道认为,不同基因型的OBI可能与不同的基因突变有关[21]。

值得注意的是,另外一些研究发现某些S基因突变不仅仅在OBI患者体内发现,而是也可以发现于HBV显性感染者中,包括病毒载量较高的患者[26-27]。有些S基因突变并不是隐匿性HBV所独有的,某些OBI患者体内同时发现S基因突变株和野生型HBV,也有OBI患者血清中未发现突变株,这些从侧面说明S基因突变不是OBI发生的唯一原因[26]。

2.3混合感染在合并其他病毒感染的情况下,HBV的复制表达可能受到其他感染因子的损害。特别是HCV可以通过核心蛋白强烈地抑制HBV复制,因此可以导致OBI的发生[28]。核心蛋白是HCV对HBV复制以及HBsAg表达的抑制活性所必需的。相关研究显示,与感染HCV和HBV的患者相比,单独感染HBV的肝细胞中存在1.6倍的DNA[29],即使在同一肝细胞内,HCV RNA和HBV DNA之间也存在逆相关性。流行病学调查[7]显示OBI在HCV感染患者中有较高的患病率也恰恰说明了这一点。对人类免疫缺陷病毒(HIV)感染患者,也有报道显示存在OBI合并感染[23],HIV对OBI的形成的影响还缺乏直接的证据。

2.4其他因素血清中HBsAg和anti-HBs免疫复合物的形成可能是另外一个形成OBI的原因,因为免疫复合物可以隐藏HBsAg,进而无法检测到HBsAg的存在[30-31]。

维生素D受体(VDR)在宿主免疫应答中起关键作用。维生素D3及其受体均调节各种细胞因子的表达,是HBV反应中的重要决定因素[32]。内含子8和外显子9的区域的功能多态性可以影响VDR基因在OBI患者中的表达[33]。然而,这一观点目前较少被继续研究或支持。

3 临床意义

随着对OBI研究的日益深入,不少研究的热点都集中在OBI到底有何临床意义,包括OBI 的传播风险、OBI的重新激活、OBI与疾病的关系,尤其是OBI与肝细胞癌(HCC)的相关性。

3.1OBI传播风险

3.1.1 输血:一直以来,输血一直被认为是传播HBV的一个重要途径,但是伴随着无偿献血制度的制定发展和敏感血液筛检技术的使用,通过输血传播HBV的风险急剧下降。但是,还有两个不容忽视的问题,一是窗口期导致的输血传播HBV风险依然存在,二是OBI的存在对输血安全构成了新的威胁。最近,OBI献血者一直是广泛评论和研究的重点。各国均在献血者中发现OBI[7],并直接发现经过血站系统常规核酸检测后,仍然可以漏检OBI。OBI献血者病毒的复制和基因表达受到抑制,HBV DNA水平往往极低,所以应该考虑到OBI感染过程中会存在血清病毒DNA不可检测的时期[34]。因此,OBI献血者能否通过输血传播HBV成为焦点。回顾性研究表明虽然OBI献血者中HBV DNA水平很低,但是HBV还是通过输血传染给了受血者[5],尽管传播几率可能不高[35]。HBV输血传播似乎取决于几个因素的组合,包括与输入的感染血液成分相关的血浆体积、受血者和供血者的抗HBV免疫状态以及感染HBV病毒株的病毒适应性[5]。具有抗HBc作为唯一的血清学标记物的DNA阳性献血者比携带抗HBs的OBI献血者更具传染性[36]。

3.1.2 器官移植:在进行肝脏移植时,来自OBI供体的HBV传播是原本无HBV感染的受体新生肝炎的原因[37]。在肾脏、心脏和骨髓移植中发生OBI导致的HBV传播很少见报道。在从抗HBc阳性供体接受肝脏的HBsAg阴性移植患者中,用乙型肝炎免疫球蛋白或拉米夫定来预防受者发生移植后肝炎似乎非常有效[38]。相关的研究还有待于进一步深入。

3.2OBI重新激活OBI患者由于其他疾病进行免疫抑制治疗或者化疗后可能发生HBV再激活[39],这一现象之所以会发生,在前面OBI发生机制的研究报道中可以找到答案。在免疫抑制条件下,机体可能因此重新启动病毒复制。OBI个体在免疫抑制后往往会发生HBsAg的血清学转化,并不一定会发展为急性肝炎[40],但OBI的激活往往是在诊断急性肝炎后才发现。

3.3OBI与HCCOBI是HCC发展的重要危险因素,似乎在HCC的发展中发挥重要作用。在HCV感染存在或不存在的情况下,HCC患者中OBI的流行率显著升高;而在有或没有OBI感染的患者的前瞻性研究中,多数研究显示OBI患者HCC的累积发病率显著升高[1]。尽管通过动物模型研究和患者流行病学研究已发现OBI是抗-HCV阴性患者HCC发展中的独立危险因素,但发生HCC的HCV感染患者中,OBI的协同或附加作用更为棘手。OBI的风险可能在于HBV在肝脏中的持续性炎症反应和对肝脏的慢性损伤进展,可能会随着时间的推移导致肝硬化和HCC。

在大多数的研究中,尤其是亚洲和非洲的研究中,HCC患者中OBI发生率较高,但也有个别的研究中没有发现这样的结果[1]。这可能与用于评估、测试OBI的方法以及病例选择、统计学方法有关,但更值得注意的是可能与HBV基因型有关。

4 小结

高度敏感的分子生物学技术使得OBI被发现并得到越来越广泛和深入的研究,揭示其在各种临床背景下的潜在影响。OBI是有分子生物学基础的,可能是HBV DNA长期存在于肝脏细胞中,也可能是HBV慢性感染过程中的一个阶段。

关于OBI的发生机制,目前的研究已经提出了一些相关影响因素,可能是病毒本身的原因,如基因突变,也可能是通过宿主对感染的反应导致OBI,或者是其他因素对病毒或病毒检测的影响,最终导致使用目前常规测定无法检测到血清中HBsAg。值得注意的是,这些发生机制可能是单因素单独作用,也可能是多因素共同作用,最终参与OBI的发生发展。

尽管OBI传播风险、再激活以及与HCC的相关性已经进行了十多年的研究,但关于其发病机制和临床意义仍然存在许多未解答的问题。流行病学研究和分子研究都提供了对OBI的更多研究基础,但OBI在HBV传播和疾病中的潜在作用还需要进一步的研究。

利益冲突:无

参考文献

[1] Huang X, Hollinger FB. Occult hepatitis B virus infection and hepatocellular carcinoma: a systematic review[J]. J Viral Hepat, 2014, 21(3):153-162. DOI: 10.1111/jvh.12222.

[2] 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. DOI: 10.1016/j.jhep.2008.07.014.

[3] Fierro NA, Roman S, Realpe M, et al. Multiple cytokine expression profiles reveal immune-based differences in occult hepatitis B genotype H-infected Mexican Nahua patients[J]. Mem Inst Oswaldo Cruz, 2011, 106(8):1007-1013.

[4] Shi Y, Wu YH, Wu W, et al. Association between occult hepatitis B infection and the risk of hepatocellular carcinoma: a meta-analysis[J]. Liver Int, 2012, 32(2): 231-240. DOI: 10.1111/j.1478-3231.2011.02481.x.

[5] Candotti D, Boizeau L, Laperche S. Occult hepatitis B infection and transfusion- transmission risk[J]. Transfus Clin Biol, 2017, 24(3):189-195. DOI: 10.1016/j.tracli.2017.06.014.

[6] 黄象艳, 黄象娟. 献血者隐匿性乙型肝炎病毒感染对输血安全影响的研究进展[J]. 国际输血及血液学杂志, 2015, 38(5):454-457. DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-19X.2015.05.020.

[7] 黄象艳, 石庆芬, 黄涛. 隐匿性乙型肝炎病毒感染研究进展[J]. 中华流行病学杂志, 2017, 38(5): 688-692. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2017.05.027.

[8] Raimondo G, Caccamo G, Filomia R, et al. Occult HBV infection[J]. Semin Immunopathol, 2013, 35(1):39-52. DOI: 10.1007/s00281-012-0327-7.

[9] Pollicino T, Raffa G, Costantino L,et al. Molecular and functional analysis of occult hepatitis B virus isolates from patients with hepatocellular carcinoma[J]. Hepatology, 2007, 45(2):277-285. DOI: 10.1002/hep.21529

[10] Sagnelli C, Macera M, Pisaturo M, et al. Occult HBV infection in the oncohematological setting[J]. Infection, 2016, 44(5):575-582. DOI: 10.1007/s15010-016-0891-1.

[11] Zerbini A, Pilli M, Boni C, et al. The characteristics of the cell-mediated immune response identify different profiles of occult hepatitis B virus infection[J]. Gastroenterology, 2008, 134(5):1470-1481. DOI: 10.1053/j.gastro.2008.02.017.

[12] Mulrooney-Cousins PM, Michalak TI. Asymptomatic Hepadnaviral Persistence and Its Consequences in the Woodchuck Model of Occult Hepatitis B Virus Infection[J]. J Clin Transl Hepatol, 2015, 3(3):211-219. DOI: 10.14218/JCTH.2015.00020.

[13] Bes M, Vargas V, Piron M, et al. T cell responses and viral variability in blood donation candidates with occult hepatitis B infection[J]. J Hepatol, 2012, 56(4):765-774. DOI: 10.1016/j.jhep.2011.11.011.

[14] Wang T, Shen C, Chen L, et al. Association of human leukocyte antigen polymorphisms with occult hepatitis B virus infection in a Shaanxi Han population[J]. J Gene Med, 2017,19(9-10)DOI: 10.1002/jgm.2987.

[15] Morales-Romero J, Vargas G, García-Román R. Occult HBV infection: a faceless enemy in liver cancer development[J]. Viruses, 2014, 6(4):1590-1611. DOI: 10.3390/v6041590.

[16] Portela A, Esteller M. Epigenetic modifications and human disease[J]. Nat Biotechnol, 2010, 28 (10):1057-1068. DOI: 10.1038/nbt.1685.

[17] Vivekanandan P, Thomas D, Torbenson M. Methylation regulates hepatitis B viral protein expression[J]. J Infect Dis, 2009, 199(9):1286-1291. DOI: 10.1086/597614.

[18] Kaur P, Paliwal A, Durantel D, et al. DNA methylation of hepatitis B virus (HBV) genome associated with the development of hepatocellular carcinoma and occult HBV infection[J]. J Infect Dis, 2010, 202(5):700-704. DOI: 10.1086/655398.

[19] Belloni L, Pollicino T, De Nicola F, et al. Nuclear HBx binds the HBV minichromosome and modifies the epigenetic regulation of cccDNA function[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2009, 106(47):19975-19979. DOI: 10.1073/pnas.0908365106.

[20] Huang X, Qin Y, Li W, et al. Molecular analysis of the hepatitis B virus presurface and surface gene in patients from eastern China with occult hepatitis B[J]. J Med Virol, 2013, 85(6):979-986. DOI: 10.1002/jmv.23556.

[21] Almeida RW, Mello FCDA, Menegoy IV, et al. Detection and molecular characterisation of a diagnosis escape variant associated with occult hepatitis B virus in Brazil[J]. Mem Inst Oswaldo Cruz, 2017, 112(7):485-491. DOI: 10.1590/0074-02760160477.

[22] Liao H, Liu Y, Chen J, et al. Characterization of hepatitis B virus (HBV) preS/S gene mutations in blood donors with occult HBV infection in the Baoji area of North China[J]. Transfusion, 2017, 57(3pt2):857-866. DOI: 10.1111/trf.14046.

[23] Sadeghi A, Shirvani-Dastgerdi E, Tacke F, et al. HBsAg mutations related to occult hepatitis B virus infection in HIV-positive patients result in a reduced secretion and conformational changes of HBsAg[J]. J Med Virol, 2017, 89(2):246-256. DOI: 10.1002/jmv.24623.

[24] Zhu HL, Li X, Li J, et al. Genetic variation of occult hepatitis B virus infection[J]. World J Gastroenterol, 2016, 22(13):3531-3546. DOI: 10.3748/wjg.v22.i13.3531.

[25] Chamni N, Louisirirotchanakul S, Oota S, et al. Genetic characterization and genotyping of hepatitis B virus (HBV) isolates from donors with an occult HBV infection[J]. Vox Sang, 2014, 107(4):324-332. DOI: 10.1111/vox.12178.

[26] Huang X, Ma C, Zhang Q, et al. Impact of “a” determinant mutations on detection of hepatitis B surface antigen (HBsAg) in HBV strains from Chinese patients with occult hepatitis B[J]. J Med Virol, 2017, 89(10):1796-1803. DOI: 10.1002/jmv.24859.

[27] Pollicino T, Amaddeo G, Restuccia A, et al. Impact of hepatitis B virus (HBV) preS/S genomic variability on HBV surface antigen and HBV DNA serum levels[J]. Hepatology, 2012, 56(2):434-443. DOI: 10.1002/hep.25592.

[28] Raimondo G, Cacciamo G, Saitta C. Hepatitis B virus and hepatitis C virus co-infection: additive players in chronic liver disease[J]. Ann Hepatol, 2005, 4(2):100-106.

[29] Rodríguez-Iigo E, Bartolomé J, Ortiz-Movilla N, et al. Hepatitis C virus (HCV) and hepatitis B virus (HBV) can coinfect the same hepatocyte in the liver of patients with chronic HCV and occult HBV infection[J]. J Virol, 2005,79(24):15578-15581. DOI: 10.1128/JVI.79.24.15578-15581.2005.

[30] Yotsuyanagi H, Yasuda K, Moriya K,et al. Frequent presence of HBV in the sera of HBsAg-negative, anti-HBc-positive blood donors[J]. Transfusion, 2001, 41(9):1093-1099.

[31] Kaminski G, Alnaqdy A, Al-Belushi I, et al. Evidence of occult hepatitis B virus infection among Omani blood donors: a preliminary study[J]. Med Princ Pract, 2006, 15(5):368-372. DOI: 10.1159/000094271

[32] Huang YW, Liao YT, Chen W, et al. Vitamin D receptor gene polymorphisms and distinct clinical phenotypes of hepatitis B carriers in Taiwan[J]. Genes Immun, 2010, 11(1):87-93. DOI: 10.1038/gene.2009.65.

[33] Arababadi MK, Pourfathollah AA, Jafarzadeh A, et al. Association of exon 9 but not intron 8 VDR polymorphisms with occult HBV infection in south-eastern Iranian patients[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2010, 25(1):90-93. DOI: 10.1111/j.1440-1746. 2009.05950.x.

[34] Chemin I, Guillaud O, Queyron PC, et al. Close monitoring of serum HBV DNA levels and liver enzymes levels is most useful in the management of patients with occult HBV infection[J]. J Hepatol, 2009, 51(4):824-825. DOI: 10.1016/j.jhep. 2009.06.007.

[35] Lieshout-Krikke RW, van Kraaij MG, Danovic F, et al. Rare transmission of hepatitis B virus by Dutch donors with occult infection[J]. Transfusion, 2016, 56(3):691-698. DOI: 10.1111/trf.13401.

[36] Allain JP, Cox L. Challenges in hepatitis B detection among blood donors[J]. Curr Opin Hematol, 2011, 18(6):461-466. DOI: 10.1097/MOH. 0b013e32834bac10.

[37] Cheung CK, Lo CM, Man K, et al. Occult hepatitis B virus infection of donor and recipient origin after liver transplantation despite nucleoside analogue prophylaxis[J]. Liver Transpl, 2010, 16(11):1314-1323. DOI: 10.1002/lt.22169.

[38] Cholongitas E, Papatheodoridis GV, Burroughs AK. Liver grafts from anti-hepatitis B core positive donors: a systematic review[J]. J Hepatol, 2010, 52(2):272-279. DOI: 10.1016/j.jhep.2009.11.009.

[39] Vitrone M, Iossa D, Rinaldi L, et al. Hepatitis B virus reactivation after heart transplant: Incidence and clinical impact[J]. J Clin Virol, 2017, 96:54-59. DOI: 10.1016/j.jcv.2017.09.011.

[40] Viganò M, Vener C, Lampertico P, et al. Risk of hepatitis B surface antigen seroreversion after allogeneic hematopoietic SCT[J]. Bone Marrow Transplant, 2011, 46(1):125-131. DOI: 10.1038/bmt.2010.70.

猜你喜欢
隐匿性献血者甲基化
甲基苯丙胺改变成瘾小鼠突触可塑性基因的甲基化修饰
[聚焦6·14]世界献血者日来临前,了解一下无偿献血流程吧
雷公藤多甙联合降糖治疗成人隐匿性自身免疫性糖尿病的临床疗效及安全性分析
DNA甲基化与基因活性的调控
以酮症酸中毒为首发表现的成人隐匿性自身免疫性糖尿病1例
警惕隐匿性肾炎
2018年南宁市无偿献血人群分布特征分析
影响单采献血者保留的相关因素分析
无偿献血者发生献血不良反应后再次参加献血的情况调查研究
对王维山水田园诗“隐匿性”描写的参悟