中华流行病学杂志  2015, Vol. 36 Issue (2): 148-152   PDF    
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.02.011
中华医学会主办。
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张爽, 沈立萍, 缪宁, 任毅, 周文亭, 王锋, 毕胜利, 王富珍. 2014.
Zhang Shuang, Shen Liping, Miao Ning, Ren Yi, Zhou Wenting, Wang Feng, Bi Shengli, Wang Fuzhen. 2014.
辽宁省乙型肝炎监测病例HBV基因型分布及主蛋白抗原主要亲水区变异特点分析
Analysis on genotype distribution and mutation of major hydroponic region of hepatitis B virus in Liaoning
中华流行病学杂志, 2015, 36(2): 148-152
Chinese Journal of Epidemiology, 2015, 36(2): 148-152
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.02.011

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投稿日期:2014-09-26
辽宁省乙型肝炎监测病例HBV基因型分布及主蛋白抗原主要亲水区变异特点分析
张爽1, 沈立萍1, 缪宁2, 任毅3, 周文亭1, 王锋1, 毕胜利1, 王富珍2     
1. 中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所, 北京 102206;
2. 中国疾病免疫规划中心, 北京 102206;
3. 辽宁省疾病预防控制中心
摘要目的 了解辽宁省乙型肝炎(乙肝)监测病例HBV基因型分布及其主蛋白抗原主要亲水区(MHR)氨基酸(aa)位点变异情况。方法 采集辽宁省监测试点县区乙肝病例血清,提取HBV DNA并进行序列扩增,测序得到S基因序列,利用生物学软件比较分析。结果 共得到HBV S基因序列81条,基因型分布B型为8.64%(7/81)、C型为86.42%(70/81)、D型为4.94%(4/81).S基因MHR aa位点变异率为4.87%,T126I变异率最高,为8.64%.HBV MHR变异株总流行率为49.38%(40/81),其中B型为42.86%(3/7),C型为47.14%(33/70),D型为100%(4/4).在不同年龄、性别、基因型和抗-HBc IgM(+/-)分类比较中,差异无统计学意义,但ALT正常组(<43 IU/L)该流行率显着高于ALT异常组(≥43 IU/L). 结论 辽宁省乙肝监测病例中,基因型分布以C型为主,B型次之,偶见D型。HBV MHR aa位点变异与既往研究结果一致,仍为今后乙肝监测重点。
关键词乙型肝炎病毒基因型     主蛋白抗原     主要亲水区     变异    
Analysis on genotype distribution and mutation of major hydroponic region of hepatitis B virus in Liaoning
Zhang Shuang1, Shen Liping1, Miao Ning2, Ren Yi3, Zhou Wenting1, Wang Feng1, Bi Shengli1, Wang Fuzhen2     
1 National Institute for Viral Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China;
2 National Immunization Programme, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China;
3 Liaoning Provincial Center for Disease Control and Prevention
Abstract: Objective To understand the genotype and the mutation of amino acid (aa) in the major hydrophilic region (MHR) of hepatitis B virus (HBV)among the hepatitis B cases under surveillance in Liaoning province. Methods The serum samples were collected from hepatitis B cases under surveillance in Liaoning. The complete S gene of HBV were amplified and sequenced. The aa sequences were analyzed with bioinformatics software. Results A total of 81 sequences of S gene of HBV were ontained,including 7 sequences of genotype B (8.64%),70 sequences of genotype C(86.42%) and 4 sequences of genotype D (4.94%). The mutation rate of aa of MHR of S gene was 4.87%. The mutation rate of T126I was highest (8.64%). The overall prevalence of mutant strain of MHR was 49.38%(40/81),and it was 42.86% for genotype B(3/7),47.14% for genotype C (33/70) and 100% for genotype D (4/4). Statistical analysis revealed that there was no age,sex,genotypes and anti-HBc IgM(+/-) specific significant differences in aa mutant strains prevalence,while the difference between ALT abnormal group(ALT≥43 IU/L)and ALT normal group(ALT<43 IU/L)was significant (P<0.05). Conclusion Among the hepatitis B cases under surveillance in Liaoning,HBV genotype C predominant,followed by genotype B and genotype D. The mutation of aa in MHR of HBV detected in this study was consistent with previous research results. It is necessary to strengthen the surveillance for HBV mutation to provide accurate information for the development of hepatitis B prevention and control measures.
Key words: Hepatitis B virus genotype     SHBsAg     Major hydrophilic region     Mutation    

辽宁省2006年血清流行病学调查显示1~59岁人群HBsAg调整阳性率为5.50%[1],与1992年调查结果(8.79%)比较下降了3.29%[2],表明预防控制已取得显著成效,但仍有新发病例。HBV感染者的自然史特点和制定免疫接种、抗病毒治疗等防控措施均与病毒基因型及其变异情况有关[3]。了解新发病例感染HBV特征,特别是其主蛋白抗原主要亲水区(MHR)的变异,对防控有重要意义。为此本研究分析辽宁省乙型肝炎(乙肝)监测病例HBV基因型分布特点及其主蛋白抗原MHR的氨基酸(aa)位点变异,为当地制定免疫规划方案提供依据。

材料与方法

1. 研究样本:按照全国乙肝监测项目方案要求,即所选县(区)常住人口>30万或2011年乙肝报告病例数不少于200例,在辽宁省内选取城乡各3个县(区)作为乙肝监测试点。本文研究对象为乙肝监测试点县(区)医院2013年1-6月通过传染病网络直报系统上报,且进行抗-HBc IgM检测的所有乙肝监测病例。

2. 研究方法:

(1)抗-HBc IgM检测:采用美国雅培公司ARCHITECT i2000型自动酶免疫分析仪及配套试剂盒(ARCHITECT Anti-HBc IgM Reagent Kit)。使用化学发光微粒子免疫检测法。

(2)核酸提取、基因扩增及测序:采用德国QIAGEN公司生产的QIAamp DNA Blood Mini Kit,严格按照试剂盒说明书操作提取HBV DNA。利用半巢式PCR扩增HBV S基因片段,扩增及测序引物为SF1:5′-CCT GTA TTT TCC TGC TGG TGG CTC C-3′,SR1:5′-GCA GCA AAG CCC AAA AGA CCC-3′,SR2:5′-GCA GCA AAG CCC AAA AGA CCC-3′。首先使用外侧引物SF1/SR1。反应体系为10×PCR缓冲液5 μl、三磷酸碱基脱氧核苷酸(dNTP)混合物4 μl、100 pmol/μl引物各1 μl、Taq聚合酶(Taq 酶)0.25 μl、DNA模板5 μl,加双蒸水(ddH2O)至50 μl。反应条件为94 ℃ 5 min;94 ℃ 30 s、 52 ℃ 30 s、 72 ℃ 30 s,30个循环; 72 ℃ 10 min。将目的条带的扩增产物送华大公司测序,测序引物为SF1。第一轮未得到目的条带,以第一轮反应产物为模板,继续使用内侧引物SF1/SR2完成反应。反应体系为10×PCR缓冲液5 μl、dNTP混合物4 μl、100 pmol/μl引物各1 μl、Taq酶0.25 μl、第一轮PCR产物1 μl,加ddH2O至50 μl。反应条件退火温度54 ℃,其他同第一轮,扩增产物送华大公司测序,测序引物SF1/SR2。

(3)生物信息学分析:依据既往文献[4, 5, 6],参考国家生物技术信息中心(NCBI)收录的HBV基因序列,选取HBV参考株进行核苷酸同源性比对分析。生物信息学分析软件选用Mega 5.0和Bioedit 7.0。采用邻位连接法(Neighbor-Joining,NJ)构建系统发生树,可信度评估采用1 000 bootstrap值,确定HBV基因型。B、C、D基因型HBV MHR aa参考位点及变异位点均参考文献[5, 6, 7, 8, 9]确定,HBV S基因测序结果与参考序列比对分析,绘制HBV主蛋白抗原MHR aa位点置换及变异图。

3. 统计学分析:乙肝监测数据信息采用Microsoft Excel软件建立数据库,统计分析采用SPSS软件进行,包括χ2检验及Fisher精确检验。

结 果

1. 病毒S基因序列进化分析:2013年1-6月辽宁省乙肝监测试点县(区)共报告乙肝病例93例,其中81例成功扩增S区序列(片段长度为678 bp),并与NCBI下载的S基因参考序列比对,得到系统进化树(图 1)。B、C、D基因型分别占8.64%(7例)、86.42%(70例)和4.94%(4例)。

注:◆为参考序列图 1 辽宁省乙肝监测病例HBV S基因序列进化分析

2. 基因型分布特点:对81例乙肝病例检测基因型,其基因型分布在以年龄、性别、ALT水平、抗-HBc IgM(+/-)、临床初次诊断结果分类比较中的差异均无统计学意义(表 1)。

表 1 辽宁省乙肝监测病例HBV基因型分布
注:均为确切概率法

3. 主蛋白抗原MHR aa位点置换情况:HBV主蛋白抗原MHR位于S基因99~169位aa,α抗原决定簇位于S基因124~147位aa。图 2为乙肝监测病例HBV主蛋白抗原MHR分别与参考序列比对结果,aa位点分布如图 2。B基因型序列变异位点为Q129H、T143M、A159V;C基因型序列变异位点为Y100C、Q101K、T113S、S117T、I126S/N、T126I、P127T、A128V、Q129H、G130N、T131N、M133T、G145R、F158S、A159G、V168A;D基因型序列变异位点为S113T、T126I、Y134F、S143L、G159A。所有乙肝监测病例的HBV主蛋白抗原MHR aa位点总变异率为4.87%,126 aa变异率最高为8.64%(图 3)。

图 2 辽宁省乙肝监测病例HBV S基因主蛋白抗原MHR aa位点分布
图 3 辽宁省乙肝监测病例HBV S基因主蛋白抗原MHR aa位点变异率

4.HBV S基因主蛋白抗原MHR变异株分布:81例中HBV 主蛋白抗原MHR变异株总流行率为49.38%。在不同年龄、性别、基因型和抗-HBc IgM(+/-)分类比较中,差异无统计学意义,但在ALT正常组(<43 IU/L)该流行率显著高于ALT异常组(≥43 IU/L),差异有统计学意义(表 2)。

表 2 辽宁省乙肝监测病例HBV S基因主蛋白
注:a为确切概率法
讨 论

我国自1992年将乙肝疫苗纳入儿童计划免疫管理,2002年正式纳入国家计划免疫。随着新生儿乙肝疫苗接种率逐年提高,我国乙肝HBsAg流行率显著降低,但在国家法定报告传染病直报系统中,乙肝报告病例数多年来仍居全国法定传染病首位,这与报告系统的敏感度提高有关,也与报告系统存在错报、重报有关[10]。为此我国于2012年开始在全国各省开展急性乙肝监测试点。本研究分析了辽宁省乙肝监测病例HBV基因型分布及其主蛋白抗原MHR变异特点。

我国内地主要流行B、C、D基因型,北方地区以C型为主,南方地区以B型为主,D型多见于西藏、新疆等地区。乙肝自然史与基因型密切相关,HBV通过性和母婴传播则以B、C型居多[11]。本文辽宁省乙肝监测点病例的HBV基因型分布以C型为主,B型次之,少部分为D型。既往研究结果显示,我国东北地区B基因型占12.9%、C基因型占84.4%、混合基因型及其他为2.7%[12],与本研究结果相似。

由于HBV/P蛋白聚合酶缺乏矫正功能,HBV在复制过程中存在较高的自然变异率,S基因编码的外膜蛋白免疫原性较强,在病毒感染和毒力形成中有重要作用。HBV主蛋白抗原MHR位于S基因99~169位aa,含有一系列构象性抗原表位簇,其中有多个半胱氨酸,如位点121、124、137、139和149,这些半胱氨酸之间的相互作用形成抗原构象的重要因素,其中139~147位aa是主要的B细胞表位,160~169位aa是Th细胞表位。我国目前应用的乙肝疫苗,是由转化S基因质粒的酵母表达的主蛋白,免疫原包含外膜蛋白的B细胞表位和Th细胞表位,不能保护由于S基因变异毒株的感染[11]。本研究疑似新发病例中HBV主蛋白抗原MHR aa总变异率为4.87%,T126I变异率最高,为8.64%,半胱氨酸位点未发现变异。MHR区变异株总流行率为49.38%(40/81),C基因型MHR变异株流行率为47.14%(33/70),与以往报道我国北方地区C基因型MHR变异株流行率(46.6%)一致[13]。ALT检测结果正常组(<43 IU/L)MHR变异株流行率显著高于异常组(≥43 IU/L),可能由于病毒变异,与临床症状不明显的HBV隐匿性感染有关[11]。但由于本文ALT检测结果异常组(≥43 IU/L)样本量较少,还需进一步研究。

参考文献
[1] Qi XQ,Wang Y. Report of national population sero-epidemiological survey of hepatitis B virus[M]. Beijing:People's Medical Publishing House,2011:79. (in Chinese) 齐小秋,王宇.全国人群乙型病毒性肝炎血清流行病学调查报告[M]. 北京:人民卫生出版社,2011:79.
[2] Dai ZC,Qi GM. Viral hepatitis in China sero-epidemiological survey in Chinese population(Part B)[M]. Beijing:Scientific and Technological Literature Publishing House,1996:49. (in Chinese) 戴志澄,祁国明.中国病毒性肝炎血清流行病学调查(下卷)[M]. 北京:科学技术文献出版社,1996:49.
[3] Cheng J. Modern molecular immunology of hepatitis virus[M]. Beijing:Science Press,2011:35-45. (in Chinese) 成军.现代肝炎病毒分子免疫学[M]. 北京:科学出版社,2011:35-45.
[4] Kramvis A. Genotypes and genetic variability of hepatitis B virus[J]. Intervirology,2014,57(3/4):141-150.
[5] Kitab BI, El Feydi AE,Afifi R,et al. Hepatitis B genotypes/subgenotypes and MHR variants among Moroccan chronic carriers[J]. J Infect,2011,63(1):66-75.
[6] Niu J,He S,Su C,et al. Variability of the S gene of hepatitis B virus in southeastern China[J]. Arch Virol, 2010,155(12):1951-1957.
[7] Bian T,Yan H,Shen L,et al. Change in hepatitis B virus large surface antigen variant prevalence 13 years after implementation of a universal vaccination program in China[J]. J Virol,2013,87(22):12196-12206.
[8] Hsu HY,Chang MH,Ni YH,et al. No increase in prevalence of hepatitis B surface antigen mutant in a population of children and adolescents who were fully covered by universal infant immunization[J]. J Infect Dis,2010,201(8):1192-1200.
[9] Ma Q, Wang Y. Comprehensive analysis of the prevalence of hepatitis B virus escape mutations in the major hydrophilic region of surface antigen[J]. J Med Virol,2012,84(2):198- 206.
[10] Cui FQ,Lu Y,Wang FZ,et al. Analysis on the proportion of reported hepatitis B through pilot surveillance in China during 2006[J]. Chin J Epidemiol,2007,28(9):872-874. (in Chinese) 崔富强,卢永,王富珍,等.中国2006年乙型肝炎报告病例构成分析[J]. 中华流行病学杂志,2007,28(9):872-874.
[11] Luo KX. Hepatitis B basic biology and clinical science[M]. 4th ed. Beijing:People's Medical Publishing House,2012:48-273. (in Chinese) 骆抗先.乙型肝炎基础和临床[M]. 4版.北京:人民卫生出版社,2012:48-273.
[12] Yin J,Zhang H,He Y,et al. Distribution and hepatocellular carcinoma-related viral properties of hepatitis B virus genotypes in Mainland China:a community-based study[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2010,19(3):777-786.
[13] Shi Y,Wei F,Hu D, et al. Mutations in the major hydrophilic region (MHR) of hepatitis B virus genotype C in North China[J]. J Med Virol,2012,84(12):1901-1906.