HBV准种异质性在HBV母婴宫内传播中作用的研究

来源 :第三军医大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:flapme
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背景与目的HBV感染是一个全球性的健康问题,经过20年的免疫接种,15岁以下孩子中的HBsAg的携带率显著下降(自10%下降至0.7%),然而,宫内传播不能被HBV免疫接种阻断,通过这种途径感染的新生儿90%成为慢性携带病毒者,是造成免疫失败的主要原因,其中有10~25%发展为肝硬化及肝细胞癌。女性患者可通过妊娠将病毒再传递给她们的下一代。HBV宫内传播的途径主要有胎盘途径、外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)途径及经生殖细胞的传播。其中胎盘的渗漏和胎盘细胞的感染是最主要的途径,HBeAg可以经过局部的胎盘渗漏通过胎盘,随着胎盘屏障的破坏,造成母亲的血液进入到胎儿的循环中。或者通过“细胞途径”,可能促进了感染经胎盘的传播[8]。母亲HBeAg血清型阳性及高病毒载量为经胎盘HBV宫内感染明确的正相关因素。但高危因素的孕妇所生婴儿“有的呈慢性感染,有的却产生保护性抗体”,就这一现象的成因而言,病原学特征(HBV基因型、血清型、准种)及环境暴露因素、宿主遗传因素(宿主易感性、基因多态性、易感基因)可能各自均发挥了重要作用,更可能是两者交互作用的结果。妊娠状态也改变了孕妇体内HBV的多样性、进化速率及演变方向。病毒可能在选择压力下形成免疫逃逸株,感染胎盘,突破胎盘屏障导致胎儿宫内感染。病毒在妊娠这一新环境下,不同种群中病毒株的进化模式有何特点?核苷酸多态性分布有何差异?各蛋白编码区在整体上的进化演变规律如何?是否受到正选择压力的作用?突破胎盘屏障的免疫逃逸主要与哪一个或哪几个位点有关?这些问题目的解答尚不明确。HBV基因组包含四个开放阅读框(ORF),分别编码表面抗原(S区)、多聚酶(P区)、核心抗原(C区)以及X蛋白(X区)。病毒变异受到其自身复制特性、宿主遗传背景、免疫压力等的交互作用,由于HBV是以全长序列为遗传单位进行复制和传播,因此,母婴宫内传播逃逸株的变异必然是全基因组范围并且相互关联的。基于此,对妊娠过程中HBV各编码区(尤其是免疫原性较强的C区和S区)的监测对于认识HBV宫内传播的机制具有重要意义。为探讨上述问题,本研究收集2对病毒高载量(HBVDNA≥10~6copy/ml)和HBsAg及HBeAg双阳性的发生母婴传播HBV宫内感染的母亲和新生儿的静脉血样,提取血清HBV DNA,采用PCR-克隆测序-种系进化分析方法,观测母婴的HBV种群之间的进化发生特点,同时以这两位母亲为传播组,同样病毒高载量和HBsAg及HBeAg双阳性的未发生宫内传播的母亲为对照组,用上述方法观察HBV准种全长序列异质性变化,分析HBV准种全长序列变异及进化规律,从而进一步探讨HBV准种异质性在宫内感染的作用。主要结果:一、发生宫内传播的两对母婴的HBV种群病毒株序列建立2个进化树,表现为两种特点:第一种,大部分母亲株聚集为一枝,但新生儿株与小部分母亲株聚集在另一枝,母亲株为新生儿株的起源;第二种,母亲株与新生儿株未形成总的单源群,也没形成各自的单源群,有一株新生儿的病毒株位于大部分母子序列的上游。二、对照组和传播组各对象HBV的种系发生具有各自的特征,经“胎盘渗漏”途径宫内传播的HBV种群进化特点与未发生宫内传播的对照组的HBV种群进化特征类似。三、传播组和对照组间种群平均遗传距离(mean distance)行两样本t检验无统计学差异(P>0.05),但种群内部配对比较所得的遗传距离(pariwise distance)数据库之间,各样本间均存在统计学差异(P<0.05)。四、克隆测序出的不同的病毒株之间全基因组核苷酸分析,U1基因多态性最高,U4、M1基因多态性较高,U2、U3基因多态性近似,而M2基因多态性最低。RT区、X区及前C/C区和前S/S区均有基因多态性分布。U1全基因组的多态性均较高,其最高峰位于前S区;M1基因多态性较高,在S区(与RT区重叠,nt378-480之间)、X区和前C/C区有高峰分布,其最高峰位于前C/C区,次高峰位于S区;U2、U3、U4各区高峰分布较均匀,最高峰位于X区或前C/C区,M2全基因组核苷酸序列总体多态性不高,最高峰位于S区(与RT区重叠,nt431-619之间)。五、在种群进化过程中,每个样本内部的各蛋白编码区的非同义替换(dN)和同义替换(dS)距离均不相同。六、各样本均未发现正选择位点。主要结论:一、发生HBV宫内传播的两对母婴的HBV病毒所建立的系统进化树的特点显示,M1N1符合“胎盘渗漏”的感染模式,M2N2符合“细胞途径”的感染模式。二、传播组与对照组之间HBV种群平均遗传距离无统计学差异,P>0.05,但每个样本组内病毒株两两之间的遗传距离数据库行两样本t检验,则有显著性差异,P<0.05,进一步说明HBV具有准种特性。三、经“细胞模式”途径发生宫内传播的HBV病毒株种群,遗传距离和核苷酸多态性较小,种群内最大的核苷酸多态性区域位于与抗原和免疫逃逸有关的S基因及“a”抗原决定簇内,并有一个与免疫接种逃逸有关的热点氨基酸变异位点sT126A。说明HBV宫内感染可能与S基因及“a”抗原决定簇有关。四、在种群进化过程中,每个样本内部的各蛋白编码区的非同义替换(dN)和同义替换(dS)距离均不相同,说明各编码区对选择压力的应答均存在差异。五、经“细胞途径”发生宫内传播的母亲HBV准种异质性小于经“胎盘渗漏”途径发生宫内传播和未发生宫内传播的母亲HBV准种异质性。
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