HBV基因型的研究现状与发展趋势探讨

武甜甜，张 翔

目前，HBV传播仍然是一个严重的世界性公共卫生问题[1]。感染HBV可导致肝脏疾病的发生，慢性乙型肝炎（chronic hepatitis B, CHB）是其中的一种，随着病情的迁延，部分CHB患者可发展为肝硬化（liver cirrhosis, LC）、肝细胞癌（hepatocellular carcinoma, HCC），并出现相应的并发症，进而威胁患者的生命。不同基因型的HBV在耐药性、致病力及基因突变频率等方面存在一定差别，导致不同基因型HBV感染者的药物治疗反应和最终结局不同。本文对近年来有关不同基因型HBV的分布情况、突变频率及对抗病毒药物的反应等相关研究作一综述，以期有助于临床医生对HBV感染者制定最佳治疗方案，使其获得较好的临床结局，并为HBV感染的流行病学研究提供参考。

1 HBV基因型的发现与分布

1.1 HBV基因型的发现 早在1988年，Okamoto等[2]就对18株不同血清亚型的HBV全基因组序列进行了两两比较，首次提出了HBV基因型的概念，并初步建立了HBV基因型分型标准，即不同HBV基因型的全基因组差异应≥8%，共发现了A、B、C、D 4种基因型。随后各国研究者又相继发现了E～J基因型及多种基因亚型。

1.2 HBV基因型的分布 不同国家和地区的HBV基因型分布存在一定差异。A基因型广泛分布于中非、印度、北美、北欧和西欧[3]；B和C基因型在亚洲最常见，尤其是东南亚地区；D基因型在欧洲、印度和非洲国家占优势[4]；G基因型主要分布在美国、德国和法国；H基因型常见于美洲大陆；I基因型近期在越南[5]和老挝[6]有报道。另外，日本某些岛屿发现了以往少见的J基因型。有研究发现感染途径可能对HBV基因型的地理分布有影响。例如，B、C基因型更常见于以母婴垂直传播为主的地区[7]，其他基因型则主要出现在以水平传播为主的地区[8]。

Li等[9]研究发现，中国东北部、北部和东部地区，HBV以C基因型居多，其次为B基因型，也出现过极少数的A和D基因型；在中部和南部地区，B基因型占优势，其次是C基因型、I基因型和C/D重组基因型；而在西北部地区，C/D重组基因型占优势[10]。另外，近期在国内还首次发现了D3亚型[11]。由于HBV反转录酶不具有校对功能，因此特定HBV基因型内存在显著多样性，导致其进一步分出基因亚型[12]，如A：A1-A7、B：B1-B10、C：C1-C16、D：D1-D11、F：F1-F4、I：I1-I2等[13-14]；另外，HBV核苷酸序列存在2%～5%的差异是“准种”的特点[15]。统计研究发现，HBV基因亚型在中国大陆地区分布存在不一致性：B基因型中，B2亚型是我国的主要基因型，其次是B6亚型；C基因型中C2亚型占大多数，其次是C1和C12亚型[16]。此外，中国大陆地区I基因型的主要亚型是I1亚型[17]。

同样的，不同基因型HBV在不同种族和民族间的分布也存在差异[18]。感染B和C基因型的主要是亚洲的黄种人，其次为北美地区的白种人；感染E基因型的主要是黑人；对F基因型易感的则大多为居住在南美和中美的印第安人。我国各民族之间的HBV优势基因型也存在差异。汉族主要感染B、C基因型。Shen等[19]通过对中国西部这一多民族地区的HBV感染者进行大范围的基因型检测发现，维吾尔族人主要感染D基因型，彝族人主要感染C基因型。同时还有研究表明，C/D重组基因型主要在藏族人群中流行[20]。这些差异很可能与人群自身基因特征、自然环境、经济条件等有关[10]。

目前国内外尚缺乏关于HBV基因型在不同民族及环境因素之间存在差异的机制研究，但是有许多学者对其他疾病在种族及环境间的差异进行了研究探讨，从侧面证明了人群自身基因特征及自然环境可对HBV基因型的分布产生一定影响。自然环境可同时影响着病毒与宿主，通过改变宿主的生理状态使宿主对某一特定基因型的易感性发生变化。张军峰等[21]通过对缺氧-特异性基因表达体系进行研究，发现某些在非缺氧组织中低表达甚至不表达的靶基因，进入缺氧组织时表达能力大大提升。这证实了某些自然环境可以在基因层面影响疾病的发生发展。不同种族在肺癌[22]、前列腺癌[23]、乳腺癌[24]等癌症的发病及预后情况上也均被证实存在差异。康玉琦等[25]通过对IgA肾病易感基因所有相关位点的遗传危险度进行计算和评分，最终证实IgA肾病易感基因遗传多态性在欧洲人与亚洲人间存在差异，中国人相较欧洲人有更高的遗传风险，说明亚洲人群中IgA肾病的高患病率具有一定遗传基础。这也为证实HBV基因型在不同种族和民族间的分布存在差异提供了新的研究方向，我们也许可以通过研究HBV易感基因的相关位点，来探究基因型在种族和民族间差异分布的机制。总之，HBV基因型这种相对集中的分布特点，可能是为了适应特定环境，不断突变进化的结果，反映了遗传因素对HBV易感性的影响。由于同一人种不同民族其遗传因素也有不同，因此导致了不同民族间HBV感染的差异性。

2 HBV基因型的检出率

HBV的不同基因型和基因亚型对血清学检测灵敏度的影响迄今为止很少受到关注。Limeres等[26]对A和F基因型（特别是F1b和F4）的病毒颗粒在免疫测定中对抗-HBs抗体的反应进行的研究结果表明，采用ELISA检测HBsAg时，F1b和F4基因亚型的HBsAg检出率分别比A基因型低55.1%和31.7%，而采用胶体金法检测HBsAg时，上述2种F亚型的HBsAg检出率分别比A基因型低59.5%和高17.9%。这说明不同基因型的检出率不同，并且同一种病毒基因型与不同试剂盒的反应性不同，出现该现象的原因可能是由于不同基因型所产生的HBsAg二级和三级蛋白结构表征不同[27]，而同一试剂盒只对一种蛋白结构敏感，因此针对不同基因型或变异特点进行诊断可提高HBV感染的检出率。

目前，国内针对不同HBV基因型、基因亚型和突变体的诊断试剂盒还不够完善，并且有关HBsAg筛查试验对不同基因型的检测敏感性报道很少。因此应致力于开发新的诊断试剂盒，有效检测HBV的所有基因型，提高HBV的检出率，从而使HBV感染者尽早得到治疗。

3 HBV基因型与基因突变

由于病毒逆转录酶具有高自发错误率，且缺乏校对机制，HBV基因组与其他DNA病毒相比，具有较高的突变率[28]，大多数与临床相关的突变主要与特定基因型有关，主要包括前S/S区基因突变、病毒逆转录酶（reverse transcriptase, RT）区的突变和基底核心启动子（basal core promoter,BCP）/前C（pre-C, PC）区的突变[28]，这些突变影响着HBV感染者的临床表现、诊断结果和治疗反应。

HBsAg由HBV的S编码区编码合成，包含1个跨越数十个氨基酸，且高度保守的抗体中和表位簇，称为“a”决定簇。若S区发生突变使HBsAg构象变化，可导致HBV在诊断试验中无法被检出，还可使病毒逃避由疫苗诱导产生的HBsAb的保护或影响某些抗HBV免疫球蛋白对疾病的治疗[29]。另外，S编码区发生突变还可引起HBsAg分泌障碍，导致大部分HBsAg积聚于细胞内，而分泌到血清中的HBsAg量极少，使得在HBV感染者血清中检测不到HBsAg，但却可以检测到HBV DNA，这就是隐匿性HBV感染（occult HBV infection, OBI）的血清学特点，因此该突变又叫做逃逸突变。病毒逃逸突变增加了HBV感染者患LC和HCC的机率。有研究发现，OBI的发生也可由HBV前S区的缺失突变引起，因为该突变可影响HBsAg的表达[30]。不同基因型的逃逸突变频率不同，Araujo等[12]为全面了解与免疫逃逸有关的突变，对A～H基因型的全部基因组序列进行了大规模分析，结果发现B基因型逃逸突变率最高，H基因型几乎无逃逸突变；Wang等[31]也在S区发现了多种突变，它们与B基因型造成的隐匿性HBV感染有关。

病毒RT区是使用核苷类似物（nucleoside analogs, NAs）进行标准治疗的靶点，因此该区域的突变易引起HBV耐药[32]。在长期使用NAs类药物的过程中，部分HBV感染者会出现耐药现象[33]，导致治疗失败甚至进展为更严重的肝病。目前国内外学者对不同HBV基因型耐药突变发生频率的研究结果不一致，但大多数认为C基因型HBV对NAs的耐药率最高[34-35]。有国外研究发现，关于替比夫定的耐药突变，G基因型频率最高，其他基因型按突变频率由高到低依次为A、C、H、D、B、F和E基因型；对阿德福韦酯（adefovir dipivoxil, ADV）的耐药突变由高到低见于C、B、A、D基因型；对恩替卡韦（entecavir, ETV）的耐药突变仅见于H、C和D基因型；针对富马酸替诺福韦二吡呋酯和丙酚替诺福韦敏感性降低的突变仅发生于B和C基因型，且2种基因型突变频率相当[12]。国内陈望等[36]对深圳地区慢性HBV感染者天然耐药状况的研究表明，对拉米夫定（lamivudine, LMV）和ADV出现天然耐药的基因突变HBV中，均是B基因型的耐药性最强，发生频率最高，且rtM204V和rtN236T最易发生突变，宋仕玲等[37]也得到了相同的研究结果。

另有研究表明，在高收入地区HBV耐药突变普遍表现出较高的频率，如北美、欧洲和东南亚地区；相比之下，非洲大陆、中美洲、南美洲和亚洲等低收入地区HBV耐药突变频率较低。这可能是因为，在高收入地区有更多的患者接受治疗，进而对HBV产生选择性压力，导致更高频率的耐药突变[32]。总之，不同基因型HBV对不同药物的耐药突变频率不同，但具体的对应关系还需要从更多的研究和统计中得到。

BCP/PC区的突变与肝功能衰竭或HCC的发生有关[38-39]。PC区的突变多见于G1896A突变[40]，该突变可阻止HBeAg的产生。目前有关HBeAg的生物学作用尚未明确。有学者认为HBeAg可维持机体对HBV的免疫耐受[41]，也有研究表明HBeAg可作为免疫原引起肝脏炎症程度的加剧。但多个研究均证实PC区发生突变的HBV很少造成慢性感染，而是更易引发急性肝衰竭[42]。Velkov等[32]发现，在PC区，G基因型的突变率最高，但与HCC的关系却不是最大，而A和H基因型几乎从未发生过该区域的突变[43]。

BCP区的突变最常见于A1762T和G1764A，2个基因位点通常一起发生突变[32，44]。有报道称，BCP区突变引起的HCC风险增加，部分是由于该区突变可以使HBVX抗原（HBxAg）的生物学功能紊乱所致，HBxAg可促进HBV或其他病毒的复制，并且可能促进疾病向HCC方向进展[45]。Shu等[46]发现HCC患者中BCP区双突变的发生率（90.48%）较高。许多研究小组发现，与其他基因型相比，在B、C基因型的感染者中，BCP区突变与LC、HCC的相关性更强[39，47]，并且C基因型的突变频率高于B基因型。鉴于这点，应检测和量化BCP区突变，并将其作为亚洲CHB患者治疗的参考因素。这类突变在其他基因型中的频率及意义有待进一步研究。

与HBV基因型相关的病毒变异对于HBV感染者的许多临床表现具有明确的意义，应更多地将HBV基因型用于帮助预测感染者可能发生的临床病程。在治疗前给予HBV感染者病毒基因型及基因突变类型检测，对临床医生能够更合理地选择用药和降低耐药率，从而提升治疗效果具有重要意义。并且从人群健康的角度来看，有必要对各种突变体的流行情况进行持续监测，同时进一步研究能够有效预防变异形式HBV的疫苗。

4 不同基因型HBV感染的治疗

目前治疗CHB的药物主要有2类，分别是NAs和聚乙二醇干扰素（Peg-IFN）[48-49]。

NAs被广泛用于CHB的治疗，并在所有指南中被推荐使用[50]。它通过作用于病毒反转录酶来抑制病毒DNA合成，长期的NAs治疗几乎可以在所有患者中实现病毒学抑制[51]。西班牙的一项研究，使用NAs对感染E基因型HBV患者进行治疗，在依从性良好的前提下，18个月后，血清中病毒载量低于检测下限的患者达100%[52]。说明E基因型HBV对NAs的治疗反应良好。与其他基因型相比，儿童感染C基因型HBV后，IFN与NAs联合治疗能更高效地抑制HBsAg和HBV DNA的产生[53]。研究表明，B、C基因型HBV感染者使用ETV的治疗效果显著[54]，C基因型感染者对LMV的病毒学反应不如B基因型感染者敏感，前者病情更严重[55]。

另外，HBV是一种部分双链DNA病毒，在肝细胞中优先复制。感染肝细胞后，HBV基因组被宿主酶转化为共价闭合环状DNA（covalently closed circular DNA, cccDNA）。由于cccDNA不能被NAs药物完全清除[56-57]，因此CHB患者需要应用天然免疫应答调节剂如IFN进行免疫调节[58]。当前用于治疗CHB的主要是Peg-IFNα，但部分患者对该药反应欠佳。临床观察提示HBV基因型与Peg-IFN α的治疗应答有关，Shen等[59]通过建立细胞模型定量比较了A～D基因型HBV的IFN抗病毒治疗效果，发现A2、B5、C2和D3基因亚型的肝细胞抗病毒效果基本相似。Boglione等[60]对E基因型感染者进行研究，发现E基因型对IFN的治疗反应率非常低。Croagh等[43]发现，IFN治疗HBeAg阳性CHB患者时，HBeAg的消除效率因HBV基因型而异，从高到低依次为A、B、C、D基因型，并且对于B和C基因型的感染者来说，处于高ALT水平和低HBV DNA载量状态的患者对IFN有更高的应答率。这和Sunbul等[8]的研究结果一致，同时2个研究均得到A和B基因型比C和D基因型对IFN的治疗反应更显著、外周血HBeAg清除率更高且保持时间更长的结论。因此建议将IFN用于几乎所有A基因型患者，以及具有高ALT水平和低HBV DNA载量的B和C基因型患者[61]。

由此可得到，不同基因型的HBV对同一种药物的敏感性不同[62]，因此在确诊HBV感染后立即进行基因型检测有助于指导临床选择用药。但目前的研究还未覆盖所有基因型和药物种类，研究者今后可对此进行更多的关注。

5 总结与展望

目前，我国乃至世界范围内HBV感染者的病毒基因型检测率都处于较低水平，一方面是由于基因型检测过程较繁琐，基因检测设备在医疗机构中并未普及；另一方面是因为病毒基因型与疾病过程多种因素之间的关系暂未有定论，基因型检测对临床的贡献有限。但总的来说，HBV感染者应尽快开展病毒基因型的检测，而不是根据地域、种族来推测，特别是随着世界各地的人口越来越国际化，基因型的交叉混合现象越来越普遍。同时，有研究发现HBV的基因型在治疗过程中可以发生改变[63-64]，所以将基因型考虑在药物治疗反应的持续监测中可以帮助某些抗病毒治疗效果欠佳的CHB患者做出更好的治疗决策。另外，目前国内外对HBV基因型与肝炎相关的血清学指标（ALT、AST、总胆汁酸及总胆红素等）之间的相互关系研究较少，未来可沿此方向做进一步研究。