第四节　乙型肝炎病毒基因变异

一、乙型肝炎病毒基因变异的分子机制

生物界中广泛存在着变异，当病毒周围生存环境发生功能改变时，为了适应环境的变化而得以生存和繁衍，它就随着环境变化而发生相应的变异，这是生物在自然界存在和发展的普遍特性。HBV是一种高变异的病毒，在它逆转录复制过程中，所需的HBV聚合酶缺失校正活性，不能去除错误掺入的碱基，使病毒在复制过程中发生一个或多个核苷酸的变异。变异的不断积累也使HBV的基因组核苷酸序列产生了较大的变化。HBV变异可以在慢性持续性感染过程中自然发生，并受各种内、外源性因素影响。HBV在体内是以准种形式存在的，在特定的环境选择压力下，适应性强的变异株被选择性扩增，代替原来占优势的野生株成为优势株；去除特定的选择压力后，野生株可以重新恢复成优势株。

二、乙型肝炎病毒基因变异的种类

（一）C基因区的变异

C基因区可以编码HBcAg和HBeAg。C基因区包括Pre-C基因和C基因。C基因位于HBV基因组1901～2450nt之间，可以编码核壳蛋白HBcAg，HBcAg含有细胞毒性T淋巴细胞和B细胞所识别的抗原表位。细胞毒性T淋巴细胞能够识别并杀灭被感染的肝细胞中的HBV。HBV可以通过C基因其中主要在第81～101位氨基酸发生的错义突变，使细胞毒性T淋巴细胞对HBcAg的识别错误，影响细胞毒性T淋巴细胞对病毒的清除，造成HBV感染的持续。Pre-C基因的变异会影响HBeAg的表达，如1896nt的鸟嘌呤变异为腺嘌呤，使色氨酸密码子变异为终止密码子，使Pre-C蛋白的翻译终止，从而使HBeAg抗原合成终止。研究表明，C基因和Pre-C区基因的变异，与慢性乙型肝炎密切相关，是引起乙型肝炎患者病情发生变化的重要原因之一。

（二）S基因区的变异

S基因区可分为S、pre-S1和pre-S2区。S区位于HBV的155～833nt，主要编码HBsAg，HBsAg是引起机体产生保护性抗体的主要成分。HBsAg含有保守的a抗原决定簇，a抗原决定簇位于HBsAg的124～147个氨基酸，是HBsAg主要的抗原表位。a抗原决定簇氨基酸的改变可能会有重要的生物学意义，可能改变其抗原性。如：587nt的鸟嘌呤变异为腺嘌呤，使位于HBsAg145的甘氨酸变异成精氨酸，改变了a抗原决定簇的结构域，使抗体不能识别HBsAg。pre-S1区常见缺失变异，缺失变异可能会丢失转录因子结合位点，导致HBsAg合成减少。pre-S2基因区含细胞毒性T淋巴细胞和B细胞的抗原表位，如果发生变异将可能会影响细胞毒性T淋巴细胞和B细胞的免疫应答。

（三）X基因区变异

X基因位于HBV基因组第1374～1818nt，可以编码HBx。1762nt的腺嘌呤变异为胸腺嘧啶和1764nt的鸟嘌呤变异为腺嘌呤，二者合称双突变，在HBV长期携带的HBeAg阴性的患者中高度流行，但在HBeAg阳性患者中较少见，双突变可导致HBeAg表达减少。在第1770～1777nt位的缺失突变，会影响核心基因启动子和增强因子Ⅱ，产生翻译终止密码子，导致HBV DNA复制和表达的抑制。1655nt的胞嘧啶变异为胸腺嘧啶，1764nt的腺嘌呤变异为胸腺嘧啶和1766nt鸟嘌呤变异为腺嘌呤可能与重症肝炎有关。HBx变异后，HBx的反式激活能力可能会发生变化，可能会影响HBV的复制。

（四）P基因区变异

P基因区是HBV基因，位于2375nt～0～1621nt，P基因主要编码HBV DNA聚合酶，P基因区某些位点的突变可影响HBV前基因组RNA的包装，从而影响病毒复制。

三、乙型肝炎病毒基因变异与耐药

（一）HBV耐药的类型

HBV耐药可以分为3种类型：①基因耐药，指HBV基因组中某些位点的变异而导致耐药，这种变异与耐药性有直接因果关系。②表型耐药，指在体外细胞培养体系中直接测定某种药物对HBV的抑制作用，以能抑制50% HBV复制的药物浓度（IC₅₀）来评估HBV对该药物的敏感性。IC₅₀值增加在5倍以下者仍被认为敏感，5～10倍者为部分耐药，10倍以上者为耐药。③临床耐药，指临床出现病毒复制不能被抑制，或HBV复制一度被抑制后又出现HBV DNA水平重新升高。

（二）拉米夫定诱导的HBV变异

拉米夫定（LVD）是一种核苷（酸）类似物，能有效抑制HBV的复制，降低HBV DNA水平，但长时间使用拉米夫定会使患者产生耐药。拉米夫定诱导的耐药主要是由于P基因区变异，导致编码的HBV DNA聚合酶变异。HBV基因组739nt的腺嘌呤变异为鸟嘌呤和741nt的鸟嘌呤变异为胸腺嘧啶，这两个变异导致HBV DNA聚合酶的YMDD位点的甲硫氨酸（M）变异为异亮氨酸（I）和缬氨酸（V），形成YIDD或YVDD变异，从而导致拉米夫定的耐药。LVD 所诱导的YMDD变异的比例随着服药时间的延长而增加，当变异株成为优势株时，就可能出现耐药。在出现病毒变异耐药后，应根据患者的个体情况改用其他抗病毒药物治疗，但应注意的是，最好将新的抗病毒药物与LVD重叠使用1～3个月，以免造成因突然停用LVD，而引起病情加重。

（三）恩替卡韦诱导的HBV变异

恩替卡韦（entecavir，ETV）是环氧羟碳脱氧鸟苷，三磷酸形式的恩替卡韦主要通过抑制病毒聚合酶来抑制HBV的复制。恩替卡韦耐药主要是因为rt184、rt202、rt250的变异，恩替卡韦不能有效结合突变株的HBV多聚酶从而导致耐药。恩替卡韦耐药程度比拉米夫定低。

（四）阿德福韦酯诱导的HBV变异

阿德福韦酯（adefovir dipivoxil，ADV）的二磷酸形式能够抑制DNA聚合酶，进而抑制HBV的复制。阿德福韦酯所诱导的变异是HBV DNA聚合酶236nt的N变异为T或181位的A变异为V。但其发生率很低，对于HBeAg阳性患者应用1、2、3年时耐药发生率分别为0、1.6%和3.1%。HBeAg阴性患者1、2、3年的耐药发生率分别为0、3.0%和5.9%～11%。

（五）干扰素诱导的HBV变异

干扰素是有核细胞在对病毒等刺激机体产生免疫应答过程中分泌的一组宿主蛋白，可阻断HBV DNA的复制。通过干扰素治疗可以清除HBV患者的乙型肝炎e抗原，也能使HBV DNA转阴。另外，干扰素通过免疫调节机制，调节机体对HBV的免疫应答，以协助抗病毒效应。前C区核苷酸1896位点、核苷酸1814位点变异的患者对干扰素的应答较差，因其直接导致乙型肝炎e抗原不表达或表达降低。

有关HBV体外感染的细胞模型及体内动物模型参见本篇第七章第一节相关内容。

（林旭）