中国乙肝病毒流行基因型及其突变株不同生物学特性的分子机理研究

Of the two hepatitis B virus (HBV) genotypes prevalent in China, genotype C is associated with prolonged infection and consequently increased risks for liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). Genotype C isolates are also more prone to develop core promoter mutations and preS deletions, which are independent risk factors for HCC. Our previous studies revealed that wild-type genotype C isolates replicated at lower level than corresponding genotype B isolates, but were more efficient at virion secretion. Core promoter mutations not only augmented replication of genotype C isolates, but also altered function of HBx protein from growth inhibitory to growth promoting. We hypothesize that the different pathogenicity between genotypes B and C could be attributed to their different biological properties as well as the impact of the two types of mutations, which promote HCC formation through alteration of HBx function and its level of expression, respectively. To verify our hypothesis we will further analyze the impact of viral genotype and the two types of mutations on DNA replication, virion secretion, and viral infectivity. We will also establish the impact of core promoter mutations and preS deletions on HBx protein expression in vitro.Our studies will help clarify the molecular mechanisms of HBV persistence and pathogenesis, and lay the foundation for rational design of preventive and therapeutic strategies tailored against each HBV genotype.

中国流行的乙肝病毒为B或C基因型。C基因型感染持续时间长，肝硬化与肝癌发生率高。C基因型比B基因型更易发生核心启动子突变与前S区缺失突变,而这两种突变与肝癌发生密切相关。我们对这两型毒株的研究显示:1)野生C基因型的DNA复制水平低,但病毒分泌能力强;2) 核心启动子突变增强C基因型的复制能力;3)核心启动子突变使HBx蛋白从抑制细胞生长变成促进细胞生长。因此,C型比B型具有更高的致病性可能与两基因型生物学特性的差异及其与两种突变的交互作用相关;两种突变可能通过改变HBx表达量和蛋白功能协同致癌。为验证这些假说,我们将进一步比较两型野毒株及两种突变对DNA复制、病毒分泌及感染性的影响。我们还将比较两种突变对HBx蛋白表达的影响。这些工作有助于在分子水平阐明乙肝病毒在中国的持续感染与致病机制,为基于病毒基因型而制定不同的防治策略提供基础。

乙型肝炎病毒 (HBV) 在中国的流行株属于B或C基因型。它们通过母婴传播造成慢性感染，大大增加肝癌的发生率。C基因型感染者从e 抗原阳性到 e 抗体阳性的血清学转换比B基因型感染者大约晚10年发生，进一步增加肝癌的风险。在免疫清除期C基因型比B基因型更易发生核心启动子突变与前S区缺失。我们的前期工作发现野生C基因型毒株的DNA复制能力往往低于相应的B基因型毒株，但是病毒颗粒分泌能力更强。核心启动子突变增强 C基因型的复制，而且使得病毒的 HBx 蛋白变成促进细胞生长。在本面上项目资助期间，我们发现C基因型病毒株的增强子II与/或核心启动子活性低于B基因型病毒株。仅置换病毒-基因组的这个区域就足以逆转两个基因型之间的相对复制能力。C基因型病毒颗粒高分泌能力是由前S1区的I108与S115 (相对于B基因型的 L108 与T115) 和 S区的I126 (B基因型为 T126) 所决定的。C基因型感染者的血清HBV DNA 滴度往往高于B基因型。用等体积的血清感染分化了的+从部分高滴度血标本克隆完整的HBV 基因组，通过转染实验产生的病毒颗粒以同等 DNA 拷贝数重复感染实验，也发现同一基因型毒株之间的感染性差异。通过对一个C基因型血标本的深入研究发现前S1区5’ 端15个或18个核苷酸的缺失突变可以大大增加C与B基因型的感染性。前S1区3’ 端的许多大缺失（为3的整倍数）引入至一个野生型C基因型的双体基因组能在转录水平终止表面抗原的表达，并且增强DNA复制与 HBx 蛋白的表达。这些结果符合我们以前通过对核心启动子突变研究得出的观点，即共享3’ 末端的四种HBV mRNA 之间存在相互的转录干扰。我们的新发现可以部分解释C基因型的高传播能力以及高肝癌风险。