乙型肝炎父婴传播的机制研究进展

代会敏，刘春晓综述，马洪波审校

(吉林医药学院公共卫生学院，吉林吉林132013)

乙型肝炎父婴传播的机制研究进展

Progress in mechanism of father-infant dissem ination of hepatitis B virus

代会敏，刘春晓综述，马洪波*审校

(吉林医药学院公共卫生学院，吉林吉林132013)

乙型肝炎病毒(HBV)的母婴传播已有大量文献报道，已被广大学者所公认，但是关于HBV父婴传播进展较慢，尤其是机制研究。探讨HBV父婴垂直传播的机制、传播几率及其易感因素，对于指导临床追踪与干预具有重要意义。本文综述了HBV父婴传播存在的证据、其传播的可能机制以及父亲HBV DNA的载量与HBV父婴传播的相关性。

肝炎病毒;乙型;垂直传播;机制;父婴传播

我国是乙型病毒(Hepatitis B virus，HBV)性肝炎高发区，堪称“肝炎大国”，乙型肝炎不仅严重危害人类健康，而且给家庭、社会造成严重的经济负担。流行病学调查表明，我国至少有8亿人感染过乙型肝炎，而我国人群中的乙肝表面抗原(HBsAg)的携带率高达10.34%，也就是说，约有1.3亿人为乙肝病毒携带者。HBV主要经血和血制品传播、性传播、医源性传播、密切生活接触传播以及垂直传播，而垂直传播使下一代感染HBV的风险增加了很多。

一直以来，HBV父婴传播被母婴垂直传播以及日常亲密接触传播所掩盖，未受到足够的重视。所谓HBV父婴传播是指患有乙型肝炎的父亲将HBV直接或间接传播给胎儿的过程。HBV父婴传播有两种形式:一种是父婴垂直传播形式，即精子途径，指男性HBV携带者的精子携带有HBV DNA片段，这种DNA片段可存在于精子头部的细胞浆中，通过受精，可以在子代细胞中继续复制，发生子代细胞感染，引起HBV的父婴传播。另一种是水平传播形式，通过两种途径传播:其一是受精时受精卵并未感染HBV，但孕期夫妇生活在一起，孕妇被丈夫感染HBV。因为日常生活的密切接触、孕期的性生活或者孕妇体内没有乙型肝炎病毒表面抗体(HBsAb)等均有可能使孕妇感染HBV，进而通过父亲传染给母亲，母亲又通过垂直或水平传播给子代，这其实是间接父婴传播。其二是新生儿出生后是 HBV阴性，但是由于与HBsAg阳性父亲长期亲密接触而感染。本文主要综述精子途径传播的HBV。

1 乙肝父婴传播的存在

1.1 HBV父婴传播的提出

1977年，Blumberg［1］根据家系调查资料的分析结果推测HBV DNA可能会整合入宿主生殖细胞基因，然后随着受精卵的发育在子代中传递，由此正式拉开了HBV父婴垂直传播研究的序幕。1985年Hadchouel等［2］从急性乙肝患者的精液中发现了HBV DNA，在3份急性肝炎患者精液中发现其中2份患者精液的精子中整合的HBV DNA序列与细胞DNA的限速酶图谱是一致的，表明乙型肝炎病毒可以通过精子在生殖过程中传播。1987年，Berry等［3］由于在人工授精中误授了HBsAg和HBeAg阳性的精液，意外发现HBV可通过人工授精的方式传播。张丽云等［4］检测19例慢性乙型肝炎患者的精液及其配偶与子女的血清HBVM，结果说明了精液具有传染性，继而在3例母亲血清HBV标志物(HBVM)及HBV DNA均为阴性，而新生儿却符合HBV宫内感染，检测其父亲精浆HBV DNA均阳性。2005年，周小辉等［5］通过对230例父亲为HBsAg阳性的慢性HBV感染和母亲为血清 HBV标志物(HBVM)及HBV DNA均阴性的新生儿进行HBVM测定，另一组无HBV感染的父亲和母亲的新生儿为对照组，实验结果为44名新生儿 HBV DNA阳性(阳性率为19.1%)，对照组阴性，这证明了HBV感染的男性其子代中有较高的HBV感染率。这些研究都为HBV父婴传播的存在提供了依据。

1.2 分子生物学的研究证据

在分子水平上，王珊珊等［6-8］选择16对父亲为HBV慢性携带者，而母亲无任何HBV感染标志的新生儿作为研究对象，并选择5对无任何HBV感染标志的夫妇及婴儿为对照，检测新生儿的HBV感染标志。研究发现父亲为 HBV携带者及其婴儿所携HBV同属adw亚型，且HBV S基因第451－660位核苷酸序列测定，16例婴儿及父亲在此段序列核苷酸同源性在98%～100%之间，其中14例序列完全一致，且有一对父婴的HBV基因均在相同点发生变异与原型有差异，说明了在分子水平特征上父婴间存在一致性。2006年，Ali等［9］通过体外受精(IVF)技术将携带有HBV DNA片段的人的精子注入无透明带的仓鼠卵母细胞中，然后在早期胚胎细胞中用PCR技术检测HBV的C区和S区基因，结果发现精子携带的HBV基因能在早期胚胎细胞中复制和表达，证明了HBV DNA能通过精子，携带进入受精卵，从而传播给子代。

Huang JM等［10］研究发现，HBV感染能够对精子同源染色体产生诱变效应，并增加其不稳定性，而且HBV DNA能够非特异性地整合进入精子同源染色体，且这种整合是随机的、非特异性的，多数为多位点结合。结合后通过改变精子遗传学组分从而扩大遗传效应，并且垂直传播给子代。HBV DNA之所以在精子染色体上随机分布和多位点整合，是因为男性生殖期生精细胞的增殖活动非常旺盛，而且减数分裂过程中又有染色体的交叉交换等复杂变化，加上HBV的基因内可产生重排等。另外，HBV与逆转录病毒相似，如果整合入精子的HBV为全长DNA，此精子与卵细胞受精，可能会在胎儿体内某些组织中复制表达，形成病毒颗粒，那么其一出生就有可能携带HBV，这是真正意义上的父婴垂直传播。

2 父婴传播的可能机制

2.1 正常人活精子具有主动俘获外源性HBV DNA的能力

1998年，赵连三等［11］发现死精子与HBV DNA温育后经原位杂交和Southern杂交结果均为阴性，不加HBV DNA的活精子和死精子对照组及空白对照组的结果也都是阴性，而活精子与HBV DNA温育后经原位杂交可见约十分之一的精子HBV DNA阳性，Southern杂交可检测到游离型HBV DNA。实验进一步发现游离型的HBV DNA在精子内的位置不固定，部分只位于精子的膜部，部分既位于精子膜部又位于其核心部，但顶体部未见HBV DNA存在，与其研究的乙肝患者HBV DNA在精子内的分布部位相似。这说明了活精子具有主动俘获外源性HBV DNA的能力。

2.2 精子中HBV DNA存在的形式

张明辉等［12］认为被精子俘获的HBV DNA，在精子中既可以呈整合状态又可呈游离状态。其中与精子头部染色体整合的HBV DNA不具有再复制产生新的病毒的能力，也就不能传播给子代;而游离的HBV DNA可能存在于精子头部细胞浆中，通过受精与卵细胞结合，如果没有被淘汰，则可以随着受精卵的发育，其内的HBV能感染部分发育成的器官组织。另外，精浆内HBV DNA也可能在受精时随精子头部进入卵细胞而使子代细胞感染。

2.3 HBV DNA在人精子染色体上的整合

黄建民等［13］以去透明带黄金地鼠卵与乙肝患者精子进行异种体外受精，应用荧光原位杂交技术在精子染色体上检测到HBV DNA的杂交信号，证实了HBV在人精子染色体上能够整合，整合了HBV DNA序列的精子不会受到选择性淘汰，且能够正常地与去透明带黄金地鼠的卵母细胞顺利完成受精过程，首次为HBV DNA能在人精子上整合的说法提供了直接证据。

2.4 HBV DNA的表达

HBV DNA如果在体内表达，就必须通过转录和翻译过程。HBV DNA先转录形成HBV mRNA，然后mRNA翻译表达蛋白质，由此可见，HBV mRNA是HBV DNA表达的关键因素，所以如果能检测到HBV mRNA，那么说明HBV在细胞内的具有活性，能够表达蛋白，如果能够在父亲为HBV慢性携带者而母亲无任何HBV感染标志的胚胎中检测到HBV mRNA，那么就能够证实HBV确实能够通过精子与卵细胞结合，传递至胚胎并可能产生真正具有临床意义的父婴传播。叶峰等［14］以慢性HBV感染父亲体外受精后遗弃胚胎为研究对象，用单细胞RT-PCR检测胚胎中的HBV mRNA。结果:父亲HBV血清标志物阳性者而母亲为HBV血清标志物阴性的9例18个废弃胚胎，在1个胚胎中检测到HBV mRNA，阳性率为5.6%。HBV mRNA的阳性结果证实了HBV可以通过精子与卵细胞结合，进入早期卵裂胚胎，且具有一定的复制活性，在一定条件下能通过转录和翻译成蛋白质，这可能是父婴传播的主要途径。

2.5 HBV感染精子的膜蛋白受体

徐婕等［15］用去唾液酸糖蛋白受体(ASGP-R)单抗，通过免疫印迹(Western blot)和流式细胞技术检测ASGP-R在血清HBV阳性患者精子膜上的表达。通过免疫印迹检测发现ASGP-R在人精子的胞质中均存在，而在胞膜中未见ASGP-R表达。而通过高敏感度的流式细胞技术发现ASGP-R在人精子的细胞质高表达，细胞膜低表达。因此推测HBV可能通过人精子表面的ASGP-R进入精子，且HBV可能通过某种机制促进ASGP-R的表达量增加。

由于ASGP-R Mab能封闭精子膜表面蛋白ASGP-R，刘世伟等［16］把正常人精液与HBV阳性患者血清及ASGP-R Mab共培养，并将实验分为4组:A组是正常人精液;B组是精液标本与HBV阴性血清共培养;C组是人精子与HBV阳性血清共培养;D组为精液和HBV阳性血清与ASGP-R Mab共培养。每小时观察记录4组精子活率变化，C、D组标本24 h后用流式细胞技术检测精子膜表面抗原和核心抗原。通过人精子与HBV阳性血清共培养，以ASGP-RMab封闭精子膜表面蛋白ASGP-R为对照组，观察每小时精子活率的变化，并用流式细胞技术检测与精子细胞膜结合的HBV表面蛋白及核心蛋白。实验结果显示2 h后D组精液中精子活率高于C组，差异有统计学意义。实验证实了ASGP-R能在精子细胞膜上表达，HBV能通过ASGP-R进入精子，且ASGP-R Mab能通过竞争性结合ASGP-R阻遏HBV与精子膜蛋白结合。

3 父亲HBV DNA载量与HBV父婴传播的相关性

3.1 父亲精液HBV DNA载量

陈顺萍等［17］以父亲血清HBsAg阳性、母亲HB-sAg及HBV DNA均阴性的52个家庭作为研究对象，收集父母及其新生儿的相关资料及血液标本和父亲精液标本，检测血液乙肝病毒血清学标志物(HBVM)、HBV DNA载量与精液HBV DNA载量。依据其新生儿脐带血HBV DNA检测结果作为分组标准，HBV DNA与检测为阳性11例为病例组，阴性41例为对照组，进行病例对照研究。结果:新生儿脐带血HBV DNA阳性率为21.2%，52份父亲精液HBV DNA阳性率为26.9%;精液HBV DNA阳性父亲的新生儿脐带血检测HBV DNA阳性为64.3%;病例组父亲精液HBV DNA阳性者占81.8%，而对照组仅占12.2%，提示精液HBV DNA阳性父亲其新生儿发生HBV父婴垂直传播的危险性高于精液HBV DNA阴性者;父亲血清的HBV DNA载量与其精液存在正相关关系，即血清HBV DNA载量越高，精液HBV DNA阳性率越高。经秩和(Wilcoxon)检验，精液载量与血清载量间存在显著关系，且精液HBV DNA载量低于其血清载量。研究结果提示父亲精液HBV DNA载量是HBV父婴垂直传播的危险因素，所以建议HB-sAg阳性的男性在计划孕育前，应将其血清及精液HBV DNA载量降低至一定水平，从而减少HBV父婴垂直传播的风险。

3.2 父亲血清HBV DNA载量

陈顺萍等［18］以HBsAg及HBV DNA为指标筛检父亲HBsAg阳性、母亲HBV感染标志物全阴或者只有HBsAb阳性及HBV DNA为阴性的121个家庭作为研究对象，依据其新生儿脐带血HBV DNA检测结果作为分组标准，将HBV DNA检测阳性23例作为病例组，阴性98例作为对照组，进行病例对照研究。新生儿脐带血检测结果发现HBV DNA阳性率为19.0%(23/121)，说明父亲血清HBV DNA阳性是HBV父婴垂直传播的危险因素。另外父亲血清中HBV DNA载量与新生儿脐带血的HBV DNA阳性率存在着剂量-反应关系，即父亲血清HBV DNA载量越多，新生儿脐带血HBV DNA阳性率越高，HBV父婴垂直传播的可能性也相应升高。通过对受试者工作特征曲线进行分析，发现预测HBV垂直传播发生较好的分界点是父亲血清HBV DNA载量为106copy/mL，而当血清HBV DNA载量降至106copy/mL以下时，可使HBV父婴垂直传播的风险减少一半。卢银平等［19］也得到相似的结果，88例父亲为HBV感染携带者的婴儿共检出24例阳性，父婴传播率为27.3%;父亲不同血清学感染模式影响了婴儿HBV感染率，其中“大三阳”模式组的父亲传播率显著高于“小三阳”模式组和其他模式组;父亲高病毒载量增加了HBV父婴传播的危险性。

王文龙等［20］通过定量研究正常妊娠晚期母婴HBsAb浓度的相关性发现，正常妊娠晚期母血中HB-sAb浓度与新生儿脐带血的HBsAb浓度呈显著正相关，并有68.18%(30/44)新生儿脐带血的HBsAb浓度高于母血，证实正常妊娠晚期HBsAb可以通过胎盘主动转运给胎儿，推断这种转运遵循IgG经胎盘转运的一般规律，使胎儿获得被动免疫保护。陈顺萍等［18］在探讨父亲血清HBV DNA载量和孕母HBsAb对HBV父婴垂直传播发生的影响时发现，37份新生儿脐带血检测HBsAb阳性，其母血HBsAb也呈阳性，进一步说明孕母的HBsAb可经胎盘主动转运给胎儿，且当父亲血清HBV DNA载量小于107copy/ mL时，母亲体内有无HBsAb对新生儿脐带血HBV DNA阳性率的差异有统计学意义，即当母亲体内有HBsAb时，可降低新生儿脐带血HBV DNA的阳性率。但当父亲血清HBV DNA载量大于等于107copy/mL时，两组母亲的新生儿HBV DNA阳性率差异无统计学意义，即母亲即使有HBsAb，也不能降低新生儿脐带血HBV DNA的阳性率。

4 小结

我国的HBsAg感染率很高，严重危害国民的健康。成年人感染HBV后发展成为慢性携带者的比例比较少，1岁以内婴儿则占大多数，而成为新一轮的HBV储存库和传染源［21］，且垂直传播是导致HBV慢性感染的主要途径之一，因此研究HBV的垂直传播途径对于控制HBV的传播和减少HBV慢性携带者具有非常重要的意义。近年来许多学者已从多方面证实了HBV父婴传播的存在，孟庆举等［22］通过文献检索，对产前乙型肝炎病毒父婴垂直传播几率进行Meta分析，结果发现HBV父婴垂直传播几率与母婴垂直传播无统计学差异。但一直以来，人们对父婴垂直传播关注较少，认识不足，且西方发达国家由于酒精性肝炎流行率高，而 HBV流行率低，所以对于HBV的父婴垂直传播的研究也较少。因此许多关于HBV父婴传播机制方面的问题目前还没有解决。HBV是我国乃至全球的公共卫生问题，我国必须重视并加大投入。

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R373.2

A

1673-2995(2015)03-0216-05

2014-11-21)

吉林省卫生计生课题(2014ZC063).

代会敏(1993－)，女(汉族)，本科在读.

马洪波(1969－)，男(汉族)，副教授，硕士.