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HBV逆转录酶区181位点变异研究进展

2012-04-12李平综述汪茂荣审校

实用肝脏病杂志 2012年5期
关键词:核苷阿德福拉米夫定

李平 综述 汪茂荣 审校

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染呈世界流行,每年约有100万人死于HBV相关的肝衰竭、肝硬化和肝细胞癌,已成为一个严重的公共卫生问题[1,2]。核苷(酸)类药物(Nucleos/tide analogues)是目前治疗慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)的重要药物,具有抑制病毒迅速、作用效果明显、使用方便和不良反应少等特点,但是大多接受核苷(酸)类药物治疗的患者难以在短期内达到持久应答,而且随着治疗时间的延长,HBV易产生变异耐药,造成抗病毒治疗的失败。随着核苷(酸)类药物种类的增加,可通过联合或替代的方法挽救变异耐药,但是位于逆转录酶(reverse transcriptase,RT)区B亚区第181位氨基酸的变异给抗病毒治疗提出了一个新的“挑战”,因为其变异后不仅仅对阿德福韦产生耐药,而且对拉米夫定、恩替卡韦、替比夫定、替诺福韦的药物敏感性均呈现下降,是一个交叉核苷和核苷酸两类药物的耐药位点[3]。

一、rt181变异的概念

野生型HBV rt181位氨基酸是丙氨酸(Ala,A),编码的碱基为GCT。rt181变异主要有两种模式:当编码密码子第一位碱基的G突变为A后,氨基酸变异为苏氨酸(Thr,T),可写作rtA181T;而当编码第二位碱基的C突变为T后,丙氨酸则变异为缬氨酸(Val,V),可写作rtA181V。由于HBV聚合酶基因和表面抗原基因存在部分重叠区域,RT区的变异也引起S区的改变,rtA181T变异可导致S蛋白第172位色氨酸(Trp,W)变异为终止密码子,写作sW172*;或者置换变异为亮氨酸(Leu,L),写作sW172L。而rtA181V变异则导致S蛋白第173位氨基酸由亮氨酸(Leu,L)变异为苯丙氨酸(Phe,F),写作 sL173F。

二、rt181变异的产生

台湾学者Yeh等[4]最早报道了rt181变异,其对23例拉米夫定治疗耐药的患者进行分析,其中有3位患者体内HBV没有出现常见的YMDD(M552I/V)变异,而是出现了A529T(rtA181T)变异,他们进一步用定点突变的方法在体外证明了rtA181T变异株对拉米夫定耐药。2004年Chien[5]等也报道在接受拉米夫治疗的CHB患者中,有1例患者出现了A529T(rtA181T)变异,并且在停药1年后还能检测到该变异的存在。2006年,法国学者Gerolami等[6]报道在2例接受拉米夫定治疗的患者中,出现rt181的另一种变异模式,即rtA181V变异。

一项关于阿德福韦的多中心随机双盲对照研究发现[7],185例患者经过144周的治疗后,除了3例出现rtN236T变异外,另有3例患者出现rtA181V耐药变异。Yeon等[8]给67例拉米夫定耐药的患者换用阿德福韦治疗,治疗7周后,有2例患者在出现rtA181T变异;治疗12周后,有5例患者出现rtA181V变异。在替比夫定治疗的患者中,也同样发现rt181位点的变异的存在。替比夫定Ⅲ期全球注册的临床研究结果提示[9],在治疗52周HBV DNA阳性的115名患者中,有16人出现rt181位点的变异。而在恩替卡韦初始治疗的患者中,国内302医院赵攀等[10]对5例HBV rtA181T/V变异患者的临床资料进行回顾性调查和随访后认为:rtA181T/V变异的产生与恩替卡韦治疗无关,其变异为自然产生。Warner等[11]对SeqHepB数据库中患者资料进行分析后发现,在未接受任何抗病毒治疗的患者中可检测到rtA181T变异的存在。

三、变异的临床特点

(一)变异发生率 rt181变异的发生率在不同研究中的比例略有区别。澳大利亚的SeqHepB数据库中统计资料显示[11]:在拉米夫定治疗变异的患者中,rtA181T比例为2%;在阿德福韦治疗变异的患者中,rtA181T比例为18%,rtA181V的比例达到50%。而在未接受抗病毒治疗的患者中,rtA181T出现的概率为0.2%。国内徐东平等[12]对340例CHB患者体内HBV进行耐药分析,其中rtA181T变异检出率3.2%,rtA181V检出率0.3%,rtA181T/V/I检出率0.6%。国内另一篇文献[13]对85例CHB患者的HBV测序后发现,有2例患者发生rtA181T变异,2例rtA181V变异,1例rtA181S变异。

(二)变异的组合 和rt204变异一样,rt181变异既可单独存在,又可与其他变异同时存在,不同变异可存在于同一株病毒株上,也可分别存在于不同的病毒株。对rt181变异患者的HBV的RT区序列进行克隆分析,发现rtA181T/V变异可单独存在,也可与 N236T、M204V/I、N236+N238T、L80V、L80V+M204I等变异同时存在[14,15]。

四、变异的生物学特点

(一)复制特性 HBV DNA变异后对于病毒复制能力的影响是多种多样的,可降低其复制能力,可提高其复制能力,或没有影响。在rt181变异的研究中,大部分学者认为rtA181T变异后,HBV复制能力下降。Yeh等[4]最早发现rtA181T变异的同时,在体外构建突变株,转染细胞后检测复制产物,实验发现,rtA181T变异病毒的复制活性比野生型下降了约88%。Warner等[11]构建rtA181T突变质粒转染到Huh 7细胞后,他们发现细胞内的复制中间体明显减少,而在细胞培养上清中检测不到HBV DNA。Yatsuji等[16]通过构建1.4拷贝的HBV rtA181T突变株转染HepG2细胞后,他们发现HBV DNA水平下降了约20%。关于rtA181V变异对复制的影响,只有李新艳等[17]学者将临床分离的rtA181V变异株转染细胞后,发现HBV DNA水平与野生型相比并未见明显差异。而韩国学者[18]将rtA181T/V变异患者的临床数据进行比较,他们将13例rtA181T/V变异患者与9例rt181未变异者配对后认为,两组患者在HBV DNA水平并没有表现出差异。国内有学者将rtM204位点单独突变与rtM204+rtA181T突变患者两者进行比较,发现引起他们变异所用的核苷酸药物不同,但两者病毒学水平无明显差异[19],而对rtN236T变异患者与rtA181T变异患者进行比较后,发现两组患者的HBV DNA水平也没有显著差异[20]。

(二)表面抗原(HBsAg)表达 rtA181T/sW172*变异后,会导致HbsAg合成出现缺陷且引起分泌障碍。Warner等[11]研究发现,由于该变异提前出现终止密码子,可使HBsAg截短约55个氨基酸,随后他们利用Western证实了HBV变异株的表面蛋白减小了6kD;而Western检测同时发现转染变异病毒的Huh7细胞内HBsAg含量明显下降,细胞外HBsAg检测不到。他们进一步通过免疫组化染色发现,rtA181T/sW172*变异后的HBsAg在细胞浆内大量聚集,不能正常分泌到细胞外。尽管在体外研究中证实HBsAg分泌缺陷,但在临床上,发生rtAl81T变异患者的血清HBsAg滴度与未变异者并无明显差异[18]。其可能的原因是:患者体内的病毒群是混合的,即同时存在非变异毒株,这些毒株所产生的非变异型HBsAg可以装配变异的HBV,并纠正分泌缺陷。Warner等[11]按不同比例转染变异株和未变异株质粒,随着未变异株质粒所占比例的增加,HBV分泌缺陷能够被逐渐挽救。国内研究也发现,当rtAl81非变异株占10%时,即可在细胞培养上清液中检测到HBsAg表达,且随着非变异株所占比例增加,HBsAg表达也逐步增加,表明rtAl81T/sWl72*变异株导致的HBsAg分泌缺陷已被rtl81非变异株纠正[17]。

(三)药物敏感性 药物敏感性通常用半数有效浓度(EC50)或半数抑制浓度(IC50)来评价,其原理是定点突变或从体内分离出变异的病毒株,转染细胞后,再加入不同浓度的核苷(酸)类似物,培养一段时间后检测HBV复制情况,并与野生株病毒的EC50/IC50比较,判断耐药性。目前体外实验结果提示,rtA181T/V变异病毒对大部分核苷(酸)类药物均呈现一定程度的耐药性。Villet等[14]实验结果提示,rtA181T变异病毒对拉米夫定、阿德福韦、替诺福韦的药物敏感性分别下降了5.7~10.8倍,2.1~4.5倍,2~2.9倍;rtA181V变异病毒则分别下降了 1.5~7.7倍,2.4~7.8倍,1.2~3.2倍;而 rtA181T或 rtA181V变异病毒对恩替卡韦的敏感性改变尚不明显。他们研究还发现,当出现rtA181T/V联合rtN236T变异后,耐药性较rtA181T/V单点变异明显上升。而有学者等[21]研究发现,rtA181V变异病毒株对阿德福韦、替诺福韦的敏感性分别降低了4.2倍和3倍;但对拉米夫定、恩替卡韦和恩曲他滨的敏感性降低12~15倍,对其他核苷类似物,包括克来夫定、替比夫定、L-dC、L-dA则呈现完全交叉耐药(敏感性下降>80倍)。

(四)与肿瘤关系 台湾学者Lai等[22]对一位39岁的血清HBeAg阳性,而HBsAg阴性的肝癌患者进行研究,发现其HBsAg阴转是由于体内HBV出现了rtA181T/sW172*变异。他们进行体外研究发现rtA181T/sW172*变异能够转录激活猿猴空泡病毒40(SV 40)和癌基因c-Myc,从而促使肿瘤的发生。而他们利用裸鼠进行的动物实验结果提示,rtA181T/sW172*变异的细胞可在裸鼠体内促使肿瘤的形成。国内[23]也报道:rtA181T/sW172*变异后,HBsAg的分泌缺陷导致蛋白在内质网中堆积,可激活内质网信号通路grp78基因,从而诱使肝癌的发生。

五、rt181变异的对策

目前尚无临床试验对HBV rt181耐药患者的治疗方法进行评价,仅有一些临床治疗的经验报道。有研究[21]报道,接受阿德福韦治疗产生rtAl81V变异的患者,改用或加用拉米夫定能使HBV DNA降低2-3个logl0 copies/ml,但并不能完全抑制HBV复制。他们认为rtAl81V变异病毒对替诺福韦敏感性改变最少。但是Patterson等[24]通过96周的随访发现,TDF治疗rtA181T/V变异患者的抑制病毒能力明显下降,尤其是rtA181V合并rtN236T同时变异时,突变株能使TDF抗病毒活性下降10倍以上。Kurashige等[25]报道1位e抗原阳性,HBV DNA大于7.6 log10copies/ml的患者,在接受拉米夫定治疗后,出现rtA181T变异,当换用恩替卡韦后,病毒量起初略有下降,随后即出现反弹,而此时耐药转为rtM204V+L180M+S202G变异,当联用拉米夫定和阿德福韦后,rtA181T变异再次成为主要变异;最后联用恩替卡韦和阿德福韦后,病毒降到了3.7 log10 copies/ml。他们认为恩替卡韦和阿德福韦联用,能最大程度控制rtA181T和rtM204V的相关耐药。而一些个案报道[26]认为,rtA181T/V变异的患者,换用恩替卡韦治疗后,能够有效抑制病毒复制。目前EASL建议[27]这些发生rtA181T/V变异的患者,给予其加用恩替卡韦,或者使用替诺福韦联合恩曲他滨,但是在临床上能否有效抑制反弹的变异病毒,目前还有待进一步的观察和随访。

六、结语

核苷(酸)类药物通过与HBV DNA聚合酶的自然底物dNTP竞争,而抑制HBV复制。在药物或免疫的长期压力下,在HBV复制过程中(尤其在逆转录过程中),由于聚合酶缺乏严格校正机制,HBV聚合酶区会出现较高频率的变异,相应氨基酸序列改变后影响到空间结构,导致核苷(酸)类药物与聚合酶结合能力明显降低,便发生了耐药现象。当前除恩替卡韦以外的核苷(酸)药物几乎均可导致rt181变异的产生。虽然其变异后病毒缺陷,病毒量不会大幅度的反弹,HBsAg、ALT的水平也没有明显改变[28]。但由于其交叉核苷和核苷酸耐药,对即将在国内上市的替诺福韦亦不敏感,因此给临床长远的治疗用药带来困难。

在临床工作中,我们在努力寻找耐药变异对策的同时,更应做好耐药的预防工作。对于需要长期抗病毒治疗的患者来说,可选用抑制HBV能力强、耐药发生率低的药物;或选择核苷与核苷酸类药物联合用药,以减少或延缓耐药性的发生。

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