HLA復合體與HBV感染及轉(zhuǎn)歸的關系

姚 耀，劉建波，柴 梅

(1. 河北省滄州市傳染病醫(yī)院，河北 滄州 161000；2. 河北醫(yī)科大學，河北 石家莊 050000)

乙型肝炎病毒(HBV)感染及其引起的相關疾病是當今世界上尤其是我國最主要的公共衛(wèi)生問題，全球慢性乙型肝炎病毒感染者(HBsAg陽性持續(xù)6個月以上)大約為2億4千萬，而且每年因HBV感染后的不良轉(zhuǎn)歸，至少有78萬HBV感染后患者死亡[1]。在我國，慢性乙型肝炎病毒感染者約為6.9億，乙肝表面抗原攜帶者約為1.2億，其儼然已成為我國流行廣泛的重大感染性疾病，嚴重威脅著人們的身體健康[2]。雖然我國從上世紀90年代就開始在全國實行乙肝疫苗的普遍接種，然而乙肝發(fā)病率仍居高不下，而且保持著持續(xù)遞增的趨勢[3]。據(jù)流行病學調(diào)查顯示，我國有2%～10%的人在接種乙肝疫苗后，存在免疫無應答或弱應答現(xiàn)象[4-5]。因此，更進一步地深入研究HBV的感染機制，提升對HBV感染后不良轉(zhuǎn)歸的防治水平，已成為當前乃至今后艱巨而又勢在必行的公共衛(wèi)生重點任務。

人體感染HBV后，可導致機體發(fā)生多種病理過程，并形成復雜的疾病譜：HBV攜帶、慢性乙型肝炎、急性乙型肝炎、肝硬化、肝癌及隱性感染后產(chǎn)生免疫性抗體的自動清除[6-7]。目前，HBV感染人體的具體機制仍不甚清楚，但據(jù)研究表明，環(huán)境、HBV病毒(病毒蛋白、基因型等)及宿主(遺傳背景、免疫狀態(tài)等)是影響HBV感染后疾病進展與轉(zhuǎn)歸的關鍵因素，這三者之間相互作用的結(jié)果決定了HBV感染后不同的臨床轉(zhuǎn)歸[8]。自上世紀70年代，就已經(jīng)開展了HBV感染的家族聚集性研究，并且發(fā)現(xiàn)遺傳因素在HBV感染過程中存在著重要影響[9]。而后Lin等[10]通過比較雙胞胎的HBV感染情況，認為機體對HBV感染標志物應答的遺傳影響尚未得到充分表征，有待進一步研究[10]。近來，許多關于HBV感染遺傳學機制的研究不斷開展，位于6號染色體上的人類白細胞抗原(HLA)復合體與HBV的關系已成為研究熱點。

1 HLA復合體概述

1.1HLA的結(jié)構及功能 HLA復合體是調(diào)節(jié)機體免疫應答、控制組織間互相識別的一組重要的基因群，是目前已知機體內(nèi)多態(tài)性及復雜性最高的遺傳系統(tǒng)。HLA和抗乙肝病毒免疫反應存在密切的聯(lián)系，特別是在抗原識別、免疫調(diào)控、免疫應答及破壞外來靶細胞抗原等方面，而據(jù)近來的發(fā)表報道，HLA基因型所具有的多態(tài)性可能對乙肝病毒感染后的臨床轉(zhuǎn)歸具有較大的影響。

HLA在人第六號染色體短臂區(qū)(6p21,31)，長約3 600 kb，占人體整個基因組的1/3 000，其包括224個基因座，并且表現(xiàn)為緊密連鎖的性質(zhì)，其中功能性基因128個，假基因96個。HLA復合體根據(jù)其所編碼分子的特性不同分為3個區(qū)，分別為HLA-Ⅰ類基因區(qū)(1.8Mb)、HLA-Ⅱ類基因區(qū)(1.1Mb)、HLA-Ⅲ類基因區(qū)(0.7Mb)。HLA-Ⅰ類基因區(qū)主要包括HLA-A、B、C、E、F、G、H、K、L、J等位點，多分布于淋巴細胞膜表面，參與CD8+T的識別，誘導CD8+細胞毒性T細胞(CTL)對病毒感染細胞的殺傷及溶解。HLA-Ⅱ類基因區(qū)主要包括HLA-DQ、DP、DR典型位點，HLA-DM、DN、DO非典型位點以及LMP1、LMP2、TAP1、TAP2等非MHC基因位點。HLA-DQ位點主要包括DQA1、DQA2、DQB1、DQB2、DQB3 5個基因座，DQA2、DQB2、DQB3為假基因座。HLA-DP位點主要包括DPA1、DPA2、DPB1、DPB2 4個基因座，DPA2、DPB2為假基因座。HLA-DR位點主要包括DRB1、DRB2、DRB3、DRB4、DRB5、DRB6、DRB7、DRB8、DRB9、DRA 10個基因座，DRB2為假基因座。HLA-Ⅱ類基因區(qū)中不同基因編碼的α、β鏈形成異二聚體，表達在B細胞、活化T細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、Langerhans細胞和其他細胞表面，對于外源性抗原肽發(fā)揮重要的識別作用。HLA-Ⅲ類基因區(qū)的基因座尚未研究成熟，近幾年來研究相對較熱，而對于21 -羥化酶，熱休克蛋白70，腫瘤壞死因子和補體4(C2，BF，C4A，C4B)的研究已逐漸完善，其主要編碼人體細胞的一些細胞因子及補體。目前，HLA基因型所具有最突出的性質(zhì)就是其高水平的多態(tài)性，基本機制可能為人體基因座上都存在等位基因、復等位基因，這些在個體之間的差別卻非常大。

HLA類分子的功能：①呈遞內(nèi)源性抗原，在胸腺內(nèi)進行T細胞的識別、選擇；②呈遞外源性抗原，使得免疫反發(fā)生；③參與調(diào)節(jié)免疫應答，反映不同個體之間免疫應答的差異；④誘導自身或同種異體發(fā)生混合淋巴細胞反應。自1958年HLA從人類血清中檢出后，曾因方法學的限制致研究結(jié)果出入較大，而近來生物技術飛速發(fā)展，越來越多的研究證實HLA與HBV感染及其轉(zhuǎn)歸有著密切的關系。

1.2HLA的遺傳多態(tài)性及多態(tài)性的遺傳基礎 多態(tài)性，是指隨機婚配的群體中存在2種以上的等位編碼基因，在群體中可編碼多種抗原分子，而遺傳多態(tài)性指的是同一個群體中存在2種或2種以上的變異類型。HLA的遺傳多態(tài)性主要表現(xiàn)在穩(wěn)定型及不穩(wěn)定型多態(tài)性上，穩(wěn)定型即群體中各種變異類型的長期保持不發(fā)生變化，不穩(wěn)定型即群體中多變異類型的比例發(fā)生改變。HLA的遺傳多態(tài)性受很多因素的影響，如地域、種族、婚配、人口遷移等因素。

HLA的遺傳多態(tài)性遺傳基礎由復等位基因、共顯性表達、單元型遺傳、連鎖不平衡等五方面決定。等位基因是指位于同源染色體對應位置的一對基因。而在生物遺傳過程中，由于基因突變的方向多樣，則可能存在1個以上的等位基因。在群體中位于同一基因位點而具有不同編碼特性的基因序列即復等位基因。復等位基因的存在是HLA的遺傳多態(tài)性的關鍵性因素，HLA每一個基因座位上，都存在較多個復等位基因，相對程度上說明了HLA的高度多態(tài)性。HLA每一對等位基因位點的兩個基因均為共顯性基因，其編碼分子可同時表達于細胞膜表面，此即為共顯性表達。單元型為連鎖在一條染色體上的各基因位點組合，而HLA基因型就是來源于父和母的兩個同源單元型構成。HLA在遺傳過程中，由于其緊密連鎖而很少與其他同源染色體發(fā)生交換，因此HLA單元型將一直保持為一個完整的遺傳單位。在整個群體中，若無新的突變等情況的發(fā)生，基因頻率將保持不變。若某兩個基因在同一單元型上存在的頻率與理論頻率存在差異，從而出現(xiàn)連鎖不平衡。但目前為止，HLA復合體中，遺傳連鎖不平衡的機制尚不清楚。

此外，HLA的血清學、細胞學和分子生物學等分型方法的應用，對于HLA的多態(tài)性的進一步區(qū)分將會更便利。

2 HBV

HBV屬嗜肝DNA病毒科，是一種DNA病毒。完整的乙肝病毒成顆粒狀，1956年由丹娜(Dane)發(fā)現(xiàn)，故乙肝病毒顆粒也稱為Dane顆粒。HBV為部分雙鏈環(huán)狀的DNA，基因組長約為3.2 kb，分為外殼和核心兩部分，直徑約為42 nm。據(jù)相關資料表明，HBV侵入人類和猩猩的體內(nèi)較為容易且可引起一系列疾病，因此人類和猩猩是其易感宿主。HBV在人體內(nèi)也就是侵入肝臟后，本身并不會對肝臟造成損害。之所以會導致慢性化的發(fā)生，主要是HBV對人體免疫細胞及免疫系統(tǒng)的破壞，特別是造成T細胞的低免疫反應狀態(tài)。目前并未對慢性乙型肝炎的機制有一個明確的闡述，但已逐漸認識到HBV和人體免疫系統(tǒng)的不正常表達密不可分。

2.1HBV的結(jié)構及特性 隨著現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，已可以從感染HBV患者的血清及肝臟中提取出環(huán)狀雙鏈DNA,且克隆化完整核苷酸證實HBsAg和HBcAg是由HBV顆粒的DNA所編碼。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，HBV有正負兩條鏈，乙肝病毒DNA負鏈可根據(jù)DNA的一系列信息編碼乙肝病毒復制繁殖所必需的一切蛋白質(zhì)；HBV另一條鏈并不能起到編碼蛋白質(zhì)的作用，它是一個為開放的讀碼區(qū)。乙肝病毒的DNA負鏈共包括四個開放區(qū)，分別為S區(qū)、C區(qū)、P區(qū)及X區(qū)。S區(qū)包括S基因和前S基因，前S基因能編碼163個氨基酸，編碼前S1和前S2蛋白，S基因主要是編碼表面蛋白。乙肝病毒DNA的C區(qū)主要是編碼乙肝病毒的繁殖復制過程中所必需的抗原即表面抗原與核心抗原，它包括兩個基因分別為前C、C基因。P區(qū)為乙肝病毒DNA負鏈中占位最多的一個區(qū)，為整個基因組的3/4，主要作用是合成HBV本身的多聚酶。X區(qū)可編碼154個氨基酸的堿性多肽。實驗室檢測中，主要是檢測患者或感染者的血清，其在血清中的存在方式有三種：大球形顆粒、小球形顆粒以及管狀顆粒。其中大球形顆粒即為Dane顆粒，也就是完整的乙肝病毒顆粒小球形顆粒和管狀顆粒本身并無傳染性，由其組成成分即脂蛋白且不含有核酸所決定，兩種病毒顆粒直徑相近，均約為22 nm，長度100～1 000 nm。

HBV的特性：①具有頑強的抵抗力；②具有明顯的嗜肝性；③具有輕度的“泛嗜性”；④具有嚴格的種屬特性；⑤具有感染的慢性化特點；⑥具有變異性；⑦HBV本身具有對肝臟的非致病性；⑧具有致癌性。HBV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，入侵人體后首先與肝臟細胞表面的受體結(jié)合，放出信號刺激感染機體釋放相應的酶，病毒本身脫去外層的包膜從而進入細胞并進入細胞核，在宿主酶的作用下完成逆轉(zhuǎn)錄的過程，合成新的病毒并釋放到細胞外。機體感染HBV后主要有兩種轉(zhuǎn)歸形式：①HBV在人體免疫系統(tǒng)的作用下被自然清除，疾病恢復；②HBV進入人體內(nèi)持續(xù)感染，使機體處于一個慢性化的狀態(tài)，而慢性化進一步發(fā)展將導致肝硬化、肝癌甚至引起死亡。

2.2HBV感染后的轉(zhuǎn)歸 當人體感染HBV后，不同個體發(fā)生的臨床轉(zhuǎn)歸并不同，主要取決于2個方面：①人體的遺傳差異導致對于HBV的應答不同。②HBV本身的特異性使機體CD8+細胞毒性T細胞反應不充分。HLA復合體的抗原提呈與HBV的作用機制緊密相關，HLA復合體作為一種與多種疾病相關的遺傳因素在很大程度上決定了個體轉(zhuǎn)歸的差異性。HLA復合體上的某一個特定的基因序列可與相應基因產(chǎn)物結(jié)合，因此決定了人體對于特定抗原的免疫應答的強度。

2.2.1慢性乙型肝炎 HBV感染機體后引起的不良轉(zhuǎn)歸中最為嚴重的仍是慢性乙型肝炎。慢性HBV感染可分為免疫耐受期、慢性乙型肝炎期、非活動性或活動性HBV攜帶期。慢性乙型肝炎進一步的發(fā)展將會演變?yōu)楦斡不?，而慢性乙型肝炎在其代償期和失代償期兩個時期發(fā)生肝硬化、肝癌的頻率也不盡相同。所以，在預防HBV的感染和對HBV導致的慢性化的治療刻不容緩。感染后，若不能自然清除在體內(nèi)長期的存在，會使肝臟組織存在一個慢性的損傷，其主要機制是激活肝星型細胞，并使宿主合成HBV需要的物質(zhì)及細胞因子和基質(zhì)。Ⅰ型膠原急劇增加并肝竇沉積、發(fā)生纖維化，基底膜也在不斷地合成，導致肝竇細胞間的縫隙不斷減小至消失，肝細胞由于不能通過內(nèi)皮細胞得到運輸過來的營養(yǎng)，最終將導致肝臟細胞壞死，人體的正常肝小葉被破壞而又由于機體的代償生產(chǎn)假小葉，假小葉的營養(yǎng)及物質(zhì)合成的障礙使其也發(fā)生壞死、增生，其不斷重復導致機體病變處于慢性化的過程。

HBV感染機體后的不同時期表現(xiàn)出不同的特征。在免疫耐受期各個指標均顯示陽性，乙肝病毒的DNA處于一個快速繁殖復制的過程，因此病毒DNA的病毒量較高。肝組織檢查中顯示只有輕微的炎癥。免疫清除期，在機體將感染的HBV自然清除過程中，病毒由最初耐受起的活躍狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低水平狀態(tài)，但病毒DNA的載量仍然處于高水平，肝臟組織的活檢顯示其并無清晰可見的炎癥反應。由于我國HBV感染性較為普遍，多數(shù)人在嬰兒時期就已經(jīng)感染，能夠自身發(fā)生免疫自然清除的人很少。

2.2.2肝癌 HBV感染后最終發(fā)展為肝癌，進一步導致個體的死亡。目前為止，肝癌已成為僅次于肺癌的惡性腫瘤疾病，年病死率逐漸增加，治療HBV感染后的不良轉(zhuǎn)歸迫在眉睫。隨著現(xiàn)在生物科技以及檢測技術的進步，早期檢出診斷可大大減少肝癌的發(fā)病率。HBV感染機體后，病毒DNA侵入人體細胞，并整合到人體肝臟細胞的DNA上，通過HBV的表達，改變?nèi)烁渭毎囊职┗虻谋磉_并使其發(fā)生突變，從而無法發(fā)揮抑癌作用。人體感染HBV后的發(fā)展及其機制尚未完全清楚，但HBV的感染使人體正常肝細胞無法正常增殖復制，因此肝細胞癌變及惡性表型明顯增多，逐漸發(fā)展將導致機體的癌變即肝癌的形成。我國作為乙肝及肝癌的高發(fā)區(qū)，對于研究肝癌的機制以及防治措施很有必要。就目前而言，研究文獻的質(zhì)量參差不齊、結(jié)論不一，因此對于HBV引起的癌變?nèi)孕枰罅扛咚窖芯?，有價值的綜合分析也將有助于肝癌的研究。此外，慢性乙肝病毒發(fā)展為肝癌的概率較大，所以應特別警惕慢性肝炎的不良臨床轉(zhuǎn)歸。

3 HLA復合體與HBV感染及轉(zhuǎn)歸的關系

3.1HLA與HBV感染及其慢性化有關 HLA在HBV感染后的慢性化過程中發(fā)揮著重要的作用，HLA主要功能就是調(diào)節(jié)機體的免疫，通過基因座上的基因型從而調(diào)節(jié)HBV感染后的轉(zhuǎn)歸。Thursz等[11]研究表明，84位具有HLA-DRB1基因型的乙肝疫苗無或弱應答者和78位乙肝疫苗中或強應答者比較得到如下結(jié)果，HLA-DRB1*14等位基因與無或弱應答相關，HLA-DRB1*12，15等位基因與中或強應答相關，而HLA-DRB1*07，08，09，11，13，16等位基因與免疫應答水平之間無明顯相關性。 近來經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，不同的人種、民族及地域中的人群發(fā)生乙肝病毒感染的HLA基因型是不同的[12]。例如HLA-B46、HLA-D為東方人中常見的HLA抗原，在白人中很是罕見，而HLA-A3、HLA-B7、HLA-DR等抗原在白人中頻率較高, 但在東方人中頻率卻很低[13]。Han等[14]在上海地區(qū)應用低分辨率DNA分型試劑盒檢測了72例慢性乙型肝炎患者血清的HLA-DRB1和DQB1基因，發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1 *06、DRB1*08、DRB1*16等位基因與乙型肝炎慢性化相關，并發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1*1HLA基因型和HBV感染后的臨床轉(zhuǎn)歸有關。

3.2HLA與乙肝病毒感染后的自然清除有關 1982年，Montano等[15]提出HLA分子影響乙肝病毒感染后的自然清除過程。上世紀90年代以后，各個方法學研究均較熱，但始終缺少一種公認的可靠方法，然而基因分型技術在解決HLA與乙肝病毒感染的清除的研究推動了科學的進步。根據(jù)相關文獻研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人群H的等位基因HLA-DRB1*13及HLA-DRB1*11/12與HBV感染和清除的關系密切,而HLA-DRB1*11/12與HBV的清除有關[16]。同時研究中發(fā)現(xiàn)HLA-DPA1上的rs3077及HLA-DPB1上的rs9277535位點上的“A”等位基因經(jīng)統(tǒng)計學上的研究之后發(fā)現(xiàn)它具有保護作用。表現(xiàn)為保護性作用，在不同研究中的HBV自然清除組與健康組或者HBV慢性感染組在統(tǒng)計學上經(jīng)過比較后其頻率存在差別，并且包含有“A”等位基因的單倍型也表現(xiàn)出對感染的保護作用[17]。另外Jiang等[18]研究者認為在亞洲的乙肝病毒感染的發(fā)病頻率高于歐洲國家，其原因有可能是亞洲人出生后不久就感染，免疫系統(tǒng)的清除能力小于其他國家，感染以及轉(zhuǎn)歸的頻率高于歐洲國家，且亞洲人中的rs3077-A和rs%77535-A頻率均低于歐洲人(HapM巧計劃數(shù)據(jù))。

3.3HLA與急性乙型肝炎有關 越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，乙肝病毒的變異會在很大程度上影響乙肝的急性感染或發(fā)作。Karayiannis[19]曾發(fā)表文獻稱HBeAg表達陰性的暴發(fā)性乙肝與HLA-Ⅱ類基因的變異存在關系。還有資料表明，急性乙肝時HLA-DRB1*1301和HLA-DRB1*1303等位基因表現(xiàn)出更強作用，HLA-DR2與急、慢性HBV感染相關顯著[21]。另外，有學者認為，HLA-DR13與急性自限性乙肝存在因果相關[22]。仍有資料顯示，發(fā)現(xiàn)了與乙肝病毒相關的CTL，利用HLA-A2、HLA-A3或HLA-B7的HBV抗原肽作用于急性乙肝病毒患者[23]。因此急性乙型肝炎患者的免疫應答明顯高于慢性乙型肝炎患者，并對不同表位CD8+細胞毒性T細胞產(chǎn)生特異性的免疫應答，因此急性乙型肝炎患者的細胞應答以及識別抗原的能力較強。

3.4HLA與HBV感染后進展為肝硬化及肝癌的關系 我國作為HBV的高流行地區(qū)，多項研究認為，肝癌的最主要來源于HBV的慢性感染。在研究不成熟時期，一度認為只有很少一部分會發(fā)展為肝癌[24]。21世紀以后，越來越多的研究認為HBV慢性感染后，機體的免疫狀態(tài)及遺傳因素具有較大影響。在早期候選基因研究中，泰國學者研究發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1*12在HBV攜帶組中頻率高于肝癌患者組[25]。HBV感染機體后，HLA對于HBV等一些微生物致癌易感性可能將會有很大的影響。

臨床上，機體感染HBV后所導致的乙肝往往進展為肝硬化，并且不同個體臨床表現(xiàn)不同，呈現(xiàn)家族聚集的趨勢。人體的遺傳易感性在HBV感染后發(fā)揮著重要的作用，特別是HLA-Ⅱ類基因的不同基因序列與肝硬化的進展密切相關。

4 問題及展望

基于HLA的HBV的感染及其轉(zhuǎn)歸的研究仍存在較多的爭議，國內(nèi)外研究普遍認為HLA基因型與慢性肝炎、急性肝炎、肝硬化、肝癌以及機體自身的免疫清除存在著緊密的聯(lián)系，但由于受到人種、種族、地域因素外，踐行研究的嚴謹性、科學性對其影響甚大。目前，HLA基因型的研究已經(jīng)相對成熟，但其與乙肝病毒的關系仍然不能得到明確的結(jié)論，存在較多矛盾的地方亟待解決。因此，在現(xiàn)有的基礎上去控制研究的條件，從而將HLA與HBV的感染及其轉(zhuǎn)歸的關系有明確的結(jié)論，為將來人類HBV的防治提供新的方向。同時，HLA基因型的不同與其導致的疾病的研討，對于控制HBV感染后的轉(zhuǎn)歸以及為將來疫苗的研發(fā)等治療將奠定下堅實的基礎。在過去人們普遍認為，某一類特定的抗原只結(jié)合某一種HLA復合體的等位基因產(chǎn)物，這也限制了人類疫苗的研究及使用，對于HBV感染后的慢性乙肝，確定其HLA基因序列將很大程度上有助于多肽疫苗的研制及治療。