乙肝病毒垂直傳播機制研究進展

陸東芳，吳愛華

1廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣州 510120；2廣東省中醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科

乙肝病毒（HBV）傳染仍舊是一個嚴重的全球性衛(wèi)生問題，2016年WHO提出2030年全面消滅乙肝，達到新發(fā)感染率減少90%、HBV相關(guān)病死率減少65%的目標。我國是HBV流行區(qū)，要達到WHO 2030年全面消除HBV的目標依舊面臨諸多挑戰(zhàn)。HBV是一種嗜肝DNA病毒，由病毒外殼及DNA核心組成，是目前已知可感染人的最小DNA病毒之一。目前臨床可控制HBV在機體的復(fù)制，避免其對肝細胞的損害，但無法徹底清除病毒。HBV傳播方式主要為水平（傳播血液傳播、性傳播、及密切接觸傳播）和垂直傳播（母嬰傳播、父嬰傳播）。HBV水平傳播常引起患者自限性急性感染，而垂直傳播可導(dǎo)致患者發(fā)生慢性感染［1］。慢性感染者是HBV最主要的傳染源，嬰幼兒時期感染HBV后發(fā)展為慢性乙型肝炎（CHB）的可能性比成人大得多。因此，有效控制HBV的垂直傳播途徑有助于消滅CHB的目標。目前，親代是HBV感染者的孩子在在妊娠過程中需進行藥物阻斷，但仍有部分新生兒感染HBV，這可能與個體基因組學(xué)及HBV基因突變有關(guān)。HBV基因組結(jié)構(gòu)獨特而精密，由不完全閉合的環(huán)狀雙鏈DNA組成，長鏈約含有3 200個堿基，短鏈長度可變，HBV開放閱讀框（ORF），S區(qū)、C區(qū)、P區(qū)、X區(qū)，ORF多區(qū)域重疊，ORF多區(qū)域重疊，致使HBV的基因組利用率高達150%，這樣的結(jié)構(gòu)使得HBV基因組易突變，病毒株的突變擺脫了機體免疫監(jiān)管，具有更好的適應(yīng)能力。HBV基因組變異可能是乙肝病毒免疫逃逸的機制，但目前關(guān)于HBV的報道仍不能清楚闡明垂直傳播途徑及其相關(guān)機制?，F(xiàn)從母嬰傳播、父嬰傳播、輔助生殖及易感基因四個方面分析HBV的垂直傳播機制。

1 HBV母嬰傳播的機制

母嬰傳播途徑是HBV垂直傳播的主要途徑。母親血清HBV DNA拷貝量、母親感染狀態(tài)、HBV變異及個體基因差異等因素在HBV的母嬰傳播途徑中發(fā)揮重要作用。

1.1 母親血清HBV DNA拷貝量 母親血清HBV DNA拷貝量是HBV母嬰傳播的高危因素。HBV病毒可感染卵細胞，經(jīng)生殖細胞引起垂直傳播。慢性HBV感染患者不同發(fā)育狀態(tài)的卵母細胞中均可檢測到HBsAg、HBcAg及HBV DNA。KONG［2］等在慢性HBV感染患者的卵巢組織和卵細胞中均檢測到HBcAg DNA，HBV DNA和HBV mRNA的，分析血清HBeAg水平、HBV DNA水平和卵巢受HBV病毒感染的相關(guān)性后發(fā)現(xiàn)，血清HBeAg陽性和/或HBV DNA水平高的女性卵巢組織中HBV標志物含量更高。

1.2 母體感染狀態(tài) HBV感染可導(dǎo)致孕婦的肝功能異常，造成膽汁淤積癥、產(chǎn)后出血等，同時容易造成胎兒窘迫、早產(chǎn)、低體重出生兒、新生兒窒息、死胎等不良妊娠結(jié)局。臨床研究［3］發(fā)現(xiàn)，HBeAg陽性及HBV DNA陽性的孕婦宮內(nèi)感染率較陰性者更高。母體HBV感染狀態(tài)為大三陽者（HBsAg、HBeAg、抗HBC三項陽性）的新生兒較小三陽（HbsAg、HbeAb、抗HBC三項陽性）者HBV感染率更高［4］，同時發(fā)現(xiàn)，部分新生兒在剛出生時臍帶血檢測HbsAg呈陽性，阻斷治療后大部分新生兒HbsAg檢測轉(zhuǎn)陰，少部分治療無效，孕婦HBeAg陽性與后代HBV的攜帶狀態(tài)有關(guān)，HBeAg可穿過胎盤在孕婦子宮內(nèi)，干擾胎兒的免疫力，使后代持續(xù)感染HBV［1］。

1.3 HBV變異 目前臨床普遍認為，HBV陽性的親代在孕期時即采取抗病毒聯(lián)合乙肝免疫球蛋白（HBIG）免疫治療，同時新生兒注射HBV疫苗聯(lián)合HBIG，可明顯減少HBV的母嬰垂直傳播，但仍有部分新生兒在以上治療后存在機制不明的HBV感染。有學(xué)者認為其與HBV發(fā)生變異有關(guān)。

HBV結(jié)構(gòu)簡單，復(fù)制過程中HBV各個基因區(qū)及多數(shù)調(diào)控序列均可發(fā)生變異，從而導(dǎo)致免疫逃逸，導(dǎo)致感染。鄒西亮等［5］對9對慢性HBV母嬰患者的血清進行HBV S區(qū)基因深度測序，發(fā)現(xiàn)HBV顯性基因在垂直傳播過程中沒有發(fā)生改變，母親及患兒HBV共序列高度相似，說明母嬰垂直傳播時候多數(shù)HBV氨基酸位點的多樣性差異很小，共有突變占比高，推斷母親體內(nèi)存在的HBV免疫逃逸機制可通過胎盤傳播給新生兒，從而導(dǎo)致HBV疫苗接種失敗。HBV s145突變可降低病毒表面抗原水平，引起抗體結(jié)合下降，從而降低乙肝疫苗對機體的保護，HBV免疫逃逸，進一步感染人群［6］。從這9對母嬰患者中發(fā)現(xiàn)HBV病毒突變基因包括sG145R、sT143S和sT126I等與免疫逃逸有關(guān)的病毒基因。

KOMATSU等［7］對預(yù)防母嬰HBV傳播免疫預(yù)防失敗的2個家系5個患兒的臍帶、血清、指甲及母親血清、指甲中乙肝表面抗原基因進行深度測序，最終檢測發(fā)現(xiàn)，家系1的母親及所有患兒所有樣本中均存在T143S突變體，同時第一個患兒樣本中還檢測到T126A突變體，家系2母親及第二胎患兒指甲標本中檢測出G145A突變體，均證實預(yù)防母嬰HBV傳播免疫預(yù)防失敗者中存在疫苗逃逸突變體（VEM）。納入的兩個家系中，有4例患兒在出生后立刻接受免疫預(yù)防，后續(xù)檢測發(fā)現(xiàn)患兒體內(nèi)初始產(chǎn)生少量的抗HBs，即血清HBsAg陰性，血清抗HBs陽性，但過了一段時間后抗HBs變?yōu)殛幮?，即血清HbsAg陽性、血清抗HBs陰性，即出現(xiàn)VEM引起的典型免疫失敗，但家系1的第3個兒童為什么可以成功進行免疫預(yù)防呢？具體原因尚有待于進一步深入探究VEM的作用機制。

HBV C基因型的HBsAg陽性母親HBV DNA BCP區(qū)存在A1762T/G1764A雙突變可降低HBV宮內(nèi)傳播風險［8］。SHIVALI等［9］研究發(fā)現(xiàn)，CHB孕婦中多件HBV在PBMC中的基礎(chǔ)核心啟動子（BCP）突變體（A1762T、G1764A）和前核心啟動子（PC）突變體（G1896A），后續(xù)隨訪3～5年，最終研究發(fā)現(xiàn)以上突變與HBV的免疫預(yù)防失敗無關(guān)。HBV病毒的進化具有宿主特異性，即使是雙胞胎患者間HBV病毒準種也可能不同，最終導(dǎo)致免疫預(yù)防的不同結(jié)果［10］。

1.4 個體基因差異 程序性細胞死亡蛋白1（PDCD1）和淋巴毒素-α（LTA）基因的遺傳變異可能與胎兒宮內(nèi)HBV感染有關(guān)，母親LTA基因中存在rs2239704位點突變可增加胎兒宮內(nèi)HBV感染風險，PDCD1基因中rs2227981位點為TT基因型母親的宮內(nèi)感染HBV的風險顯著降低［11］。白細胞介素28β（IL-28β）在存在單核苷酸多態(tài)性（SNP），分別為野生型純合子TT型、突變雜合子TG型及突變純合子GG型，乙肝表面抗原陽性孕產(chǎn)婦IL-28β基因RS 8099917位點的SNP與HBV母親宮內(nèi)感染有關(guān)，GG基因型可增加HBV宮內(nèi)感染的發(fā)生風險［12］。

2 HBV父嬰傳播的機制

目前HBV的父嬰傳播相關(guān)研究較少。男性HBV病毒攜帶者的精子頭部細胞質(zhì)中存在HBV DNA，說明HBV病毒可穿過血睪屏障，將染色體整合至精子染色體中，精子中的HBV DNA可在受精卵中復(fù)制、表達，完成HBV的父嬰傳播［13］。精液中HBV-DNA載量是HBV父嬰垂直傳播的危險因素，HBV DNA載量越高，HBV父嬰傳播的危險性越高，即使是母親抗-HBs陽性也無法完全阻斷父嬰HBV的垂直傳播［14］。

FEI等［15］納入151例HBV感染者的血親與精液標本后發(fā)現(xiàn)，無論HbeAg是否陽性的HBV感染者精液中HBV DNA載量都低于血液標本，且HBeAg陽性患者精液中HBV DNA陽性比例更高，血液HBV DNA載量增加時患者精液中HBV DNA的檢出率更高。因此，HBsAg陽性的男性在計劃孕育前應(yīng)采取措施降低血液、精液中HBV-DNA含量，盡可能避免父嬰垂直傳播［16］。

備孕前HBsAg陽性的父親應(yīng)進行抗HBsAg病毒治療，健康的母親孕前也需要注射HBVac，從而使人體產(chǎn)生抗-HBs，孕后期注射乙肝免疫球蛋白及新生兒注射抗乙肝免疫球蛋白聯(lián)合乙肝疫苗接種等個體化治療，進一步阻斷HBV的父嬰傳播［17］。

3 輔助生殖技術(shù)傳播HBV的機制

社會的壓力、人們思想的變化、生育年齡延后等因素，導(dǎo)致不孕的發(fā)病率逐年上升。輔助生殖技術(shù)（assisted reproductive technology，ART）已成為有效的生育手段，在ARTd的操作過程中存在創(chuàng)傷性操作，IVF經(jīng)陰道取卵致使卵母細胞不同程度地暴露在含有更高HBV DNA濃度的血液中，在ICSI的過程中，顯微注射針會穿透卵母細胞的透明帶和細胞膜，HBV可能會通過此途徑進入卵母細胞內(nèi)［18］，輔助生殖技術(shù)是否會對HBV感染結(jié)果是否產(chǎn)生影響？在卵泡的各個發(fā)育階段均可檢測到HBV病毒復(fù)制，在IVF/ICSI治療期間，卵巢卵泡中的HBV病毒可能受到藥物的刺激復(fù)制變得活躍增加暴露風險。

HBV感染可能是引起男性生育力降低的原因之一，HBV DNA高拷貝數(shù)的患者與健康男性精子存在基因和蛋白表達水平上的差異，其精子DNA碎片指數(shù)升高和優(yōu)胚率下降，畸型精子率更高，從而影響ICSI結(jié)局及正常受精率［13］。無論母親或父親或雙親HBV感染者子代早期胚胎中均可以檢測到HBV DNA和HBV ccc DNA，母親或父親單親感染對早期胚胎檢測的陽性率無明顯差異，雙親感染的陽性檢出率高于單親感染，對比新生兒臍帶血HBsAg陽性率無明顯差異，母親血HBeAg陽性的新生兒臍帶血HBsAg陽性率高于HBeAg陰性者，母親血HBV DNA＞500 IU者新生兒臍帶血HBsAg陽性率高于HBV DNA＜500IU者，對這些親代存在HBV感染者的家庭行輔助生殖技術(shù)的新生兒與自然妊娠的新生兒感染率并無差異，HBV感染對不育婦女的IVF/ICSI治療結(jié)果無害［1，18］。

4 易感基因在HBV垂直傳播中的機制

HBV在人群中普遍易感，研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群比較，HBV感染者存在某些差異表達基因，這些差異表達基因或與免疫逃逸、宮內(nèi)感染、疾病發(fā)展相關(guān)。人類白細胞抗原（HLA）是一類來源于父母雙方位于6號染色體短臂6P21.31區(qū)上的編碼MAC（主要組織相容性復(fù)合物蛋白）的基因復(fù)合物，位于類白細胞細胞膜上抗，HLA表達基因具有供顯性和高度多態(tài)性，HLA多種等位基因可以改變適應(yīng)免疫系統(tǒng)，幫助身體將自身的蛋白與外來入侵的病毒、細菌、及其他蛋白質(zhì)區(qū)分開來。陳甜甜等［19］采用Illumina平臺GenDxNGSgo對101例HCC患者和186例健康者血液標本的HLA-I基因進行全長基因測序方法，從等位基因水平比較差異，發(fā)現(xiàn)在HCC患者中HLA-I A*02：01基因頻率低于健康人組。HLA-B*44：03基因頻率顯著高于健康人組，HLA-I C*03：03基因頻率低于健康人組。HBV感染者HLA-A*11、A*29、A*31、B*56，HLA-DRB1*09、DRB1*12基因頻率感高于健康人，而HLA-B*07則低于健康人［20-21］。

CLAUVIS等［22］對肝炎患者疾病狀態(tài)進行分層分析后發(fā)現(xiàn)，HBV感染者攜帶HLA-A*30：01這種等位基因可能性是未感染者的六倍。等位基因遺傳變異可能增加HBV感染風險增加。HLA-DPA1的rs3077和HLA-DPB1的rs9277535等位基因G比A增加了乙肝感染的風險，HLA-DPB2的rs9366816TC比rs9366816TT增加了乙肝感染的風險，HLA-DPB1的rs2281388GA比rs2281388GG增加了乙肝感染的風險，rs3077和rs9277535 GA基因性可能增加乙肝高危兒童HBV突破感染的風險［23］。另外有研究［24］發(fā)現(xiàn)IL-10單核苷酸多態(tài)性與乙肝疫苗免疫應(yīng)答相關(guān)，IL-10 rs3021094 GG基因型、IL-10 rs3790622 GA基因型和A等位基因的高表達會導(dǎo)致乙肝疫苗免疫失敗。

IL-17-197A/G位點可能與HBV感染及疾病不良進展有關(guān)，等位基因為A的頻率在慢性肝硬化患者中最高，其次為慢性乙型肝炎，再者為慢性肝炎攜帶者，最后為自限性感染者，基因型AA在慢性肝硬化患者中出現(xiàn)的頻率高于AG、GG型［25］。相同的的基因在不同性別之間也可能存在差異，女性患者中CHB組IL-17的rs4711998G的等位基因G的頻率顯著高于肝細胞癌（HCC）組，而僅男性患者IL-21的男性HCC組的單體型rs12508721C、rs13143866A、rs2221903T明顯高于CHB組［26］。

不明原因引起的垂直傳播和暴露后的預(yù)防失敗，可能是由于HBV病毒株的突變和免疫逃逸的發(fā)生。HBV S基因突變與隱匿性感染有關(guān)，致使多種常用抗-HBsAg試劑對于突變HBsAg檢測能力受到影響，減弱疫苗對人體的保護性［6，27］。使用多克隆抗HBs抗體疫苗預(yù)防非疫苗基因型HBV感染需要更高濃度的抗HBs滴度，或者優(yōu)化HBV疫苗［28-29］。雙親的HBV DNA拷貝量對于嬰兒的HBV感染相關(guān)，因此孕前期、孕期進行相關(guān)治療，減少HBV DNA含量是有意義的。

綜上所述，母體血清HBV DNA拷貝量、母體感染狀態(tài)、HBV病毒變異及個體基因差異在HBV母嬰傳播途徑中起重要作用。HBV病毒攜帶者的精子頭部細胞質(zhì)中存在HBV DNA，精子中的HBV DNA可在受精卵中復(fù)制、表達。ART操作中穿透卵母細胞的透明帶和細胞膜時可導(dǎo)致HBV進入卵母細胞，同時藥物刺激可使卵泡中HBV病毒復(fù)制活躍，增加HBV的垂直傳播風險。HLA-B*44：03、IL-17-197A/G的等位基因變異可增加HBV的感染風險。