HLA复合体与HBV感染及转归的关系

姚 耀，刘建波，柴 梅

(1. 河北省沧州市传染病医院，河北 沧州 161000；2. 河北医科大学，河北 石家庄 050000)

乙型肝炎病毒(HBV)感染及其引起的相关疾病是当今世界上尤其是我国最主要的公共卫生问题，全球慢性乙型肝炎病毒感染者(HBsAg阳性持续6个月以上)大约为2亿4千万，而且每年因HBV感染后的不良转归，至少有78万HBV感染后患者死亡[1]。在我国，慢性乙型肝炎病毒感染者约为6.9亿，乙肝表面抗原携带者约为1.2亿，其俨然已成为我国流行广泛的重大感染性疾病，严重威胁着人们的身体健康[2]。虽然我国从上世纪90年代就开始在全国实行乙肝疫苗的普遍接种，然而乙肝发病率仍居高不下，而且保持着持续递增的趋势[3]。据流行病学调查显示，我国有2%～10%的人在接种乙肝疫苗后，存在免疫无应答或弱应答现象[4-5]。因此，更进一步地深入研究HBV的感染机制，提升对HBV感染后不良转归的防治水平，已成为当前乃至今后艰巨而又势在必行的公共卫生重点任务。

人体感染HBV后，可导致机体发生多种病理过程，并形成复杂的疾病谱：HBV携带、慢性乙型肝炎、急性乙型肝炎、肝硬化、肝癌及隐性感染后产生免疫性抗体的自动清除[6-7]。目前，HBV感染人体的具体机制仍不甚清楚，但据研究表明，环境、HBV病毒(病毒蛋白、基因型等)及宿主(遗传背景、免疫状态等)是影响HBV感染后疾病进展与转归的关键因素，这三者之间相互作用的结果决定了HBV感染后不同的临床转归[8]。自上世纪70年代，就已经开展了HBV感染的家族聚集性研究，并且发现遗传因素在HBV感染过程中存在着重要影响[9]。而后Lin等[10]通过比较双胞胎的HBV感染情况，认为机体对HBV感染标志物应答的遗传影响尚未得到充分表征，有待进一步研究[10]。近来，许多关于HBV感染遗传学机制的研究不断开展，位于6号染色体上的人类白细胞抗原(HLA)复合体与HBV的关系已成为研究热点。

1 HLA复合体概述

1.1HLA的结构及功能 HLA复合体是调节机体免疫应答、控制组织间互相识别的一组重要的基因群，是目前已知机体内多态性及复杂性最高的遗传系统。HLA和抗乙肝病毒免疫反应存在密切的联系，特别是在抗原识别、免疫调控、免疫应答及破坏外来靶细胞抗原等方面，而据近来的发表报道，HLA基因型所具有的多态性可能对乙肝病毒感染后的临床转归具有较大的影响。

HLA在人第六号染色体短臂区(6p21,31)，长约3 600 kb，占人体整个基因组的1/3 000，其包括224个基因座，并且表现为紧密连锁的性质，其中功能性基因128个，假基因96个。HLA复合体根据其所编码分子的特性不同分为3个区，分别为HLA-Ⅰ类基因区(1.8Mb)、HLA-Ⅱ类基因区(1.1Mb)、HLA-Ⅲ类基因区(0.7Mb)。HLA-Ⅰ类基因区主要包括HLA-A、B、C、E、F、G、H、K、L、J等位点，多分布于淋巴细胞膜表面，参与CD8+T的识别，诱导CD8+细胞毒性T细胞(CTL)对病毒感染细胞的杀伤及溶解。HLA-Ⅱ类基因区主要包括HLA-DQ、DP、DR典型位点，HLA-DM、DN、DO非典型位点以及LMP1、LMP2、TAP1、TAP2等非MHC基因位点。HLA-DQ位点主要包括DQA1、DQA2、DQB1、DQB2、DQB3 5个基因座，DQA2、DQB2、DQB3为假基因座。HLA-DP位点主要包括DPA1、DPA2、DPB1、DPB2 4个基因座，DPA2、DPB2为假基因座。HLA-DR位点主要包括DRB1、DRB2、DRB3、DRB4、DRB5、DRB6、DRB7、DRB8、DRB9、DRA 10个基因座，DRB2为假基因座。HLA-Ⅱ类基因区中不同基因编码的α、β链形成异二聚体，表达在B细胞、活化T细胞、巨噬细胞、树突状细胞、Langerhans细胞和其他细胞表面，对于外源性抗原肽发挥重要的识别作用。HLA-Ⅲ类基因区的基因座尚未研究成熟，近几年来研究相对较热，而对于21 -羟化酶，热休克蛋白70，肿瘤坏死因子和补体4(C2，BF，C4A，C4B)的研究已逐渐完善，其主要编码人体细胞的一些细胞因子及补体。目前，HLA基因型所具有最突出的性质就是其高水平的多态性，基本机制可能为人体基因座上都存在等位基因、复等位基因，这些在个体之间的差别却非常大。

HLA类分子的功能：①呈递内源性抗原，在胸腺内进行T细胞的识别、选择；②呈递外源性抗原，使得免疫反发生；③参与调节免疫应答，反映不同个体之间免疫应答的差异；④诱导自身或同种异体发生混合淋巴细胞反应。自1958年HLA从人类血清中检出后，曾因方法学的限制致研究结果出入较大，而近来生物技术飞速发展，越来越多的研究证实HLA与HBV感染及其转归有着密切的关系。

1.2HLA的遗传多态性及多态性的遗传基础 多态性，是指随机婚配的群体中存在2种以上的等位编码基因，在群体中可编码多种抗原分子，而遗传多态性指的是同一个群体中存在2种或2种以上的变异类型。HLA的遗传多态性主要表现在稳定型及不稳定型多态性上，稳定型即群体中各种变异类型的长期保持不发生变化，不稳定型即群体中多变异类型的比例发生改变。HLA的遗传多态性受很多因素的影响，如地域、种族、婚配、人口迁移等因素。

HLA的遗传多态性遗传基础由复等位基因、共显性表达、单元型遗传、连锁不平衡等五方面决定。等位基因是指位于同源染色体对应位置的一对基因。而在生物遗传过程中，由于基因突变的方向多样，则可能存在1个以上的等位基因。在群体中位于同一基因位点而具有不同编码特性的基因序列即复等位基因。复等位基因的存在是HLA的遗传多态性的关键性因素，HLA每一个基因座位上，都存在较多个复等位基因，相对程度上说明了HLA的高度多态性。HLA每一对等位基因位点的两个基因均为共显性基因，其编码分子可同时表达于细胞膜表面，此即为共显性表达。单元型为连锁在一条染色体上的各基因位点组合，而HLA基因型就是来源于父和母的两个同源单元型构成。HLA在遗传过程中，由于其紧密连锁而很少与其他同源染色体发生交换，因此HLA单元型将一直保持为一个完整的遗传单位。在整个群体中，若无新的突变等情况的发生，基因频率将保持不变。若某两个基因在同一单元型上存在的频率与理论频率存在差异，从而出现连锁不平衡。但目前为止，HLA复合体中，遗传连锁不平衡的机制尚不清楚。

此外，HLA的血清学、细胞学和分子生物学等分型方法的应用，对于HLA的多态性的进一步区分将会更便利。

2 HBV

HBV属嗜肝DNA病毒科，是一种DNA病毒。完整的乙肝病毒成颗粒状，1956年由丹娜(Dane)发现，故乙肝病毒颗粒也称为Dane颗粒。HBV为部分双链环状的DNA，基因组长约为3.2 kb，分为外壳和核心两部分，直径约为42 nm。据相关资料表明，HBV侵入人类和猩猩的体内较为容易且可引起一系列疾病，因此人类和猩猩是其易感宿主。HBV在人体内也就是侵入肝脏后，本身并不会对肝脏造成损害。之所以会导致慢性化的发生，主要是HBV对人体免疫细胞及免疫系统的破坏，特别是造成T细胞的低免疫反应状态。目前并未对慢性乙型肝炎的机制有一个明确的阐述，但已逐渐认识到HBV和人体免疫系统的不正常表达密不可分。

2.1HBV的结构及特性 随着现代生物科技的发展，已可以从感染HBV患者的血清及肝脏中提取出环状双链DNA,且克隆化完整核苷酸证实HBsAg和HBcAg是由HBV颗粒的DNA所编码。经研究发现，HBV有正负两条链，乙肝病毒DNA负链可根据DNA的一系列信息编码乙肝病毒复制繁殖所必需的一切蛋白质；HBV另一条链并不能起到编码蛋白质的作用，它是一个为开放的读码区。乙肝病毒的DNA负链共包括四个开放区，分别为S区、C区、P区及X区。S区包括S基因和前S基因，前S基因能编码163个氨基酸，编码前S1和前S2蛋白，S基因主要是编码表面蛋白。乙肝病毒DNA的C区主要是编码乙肝病毒的繁殖复制过程中所必需的抗原即表面抗原与核心抗原，它包括两个基因分别为前C、C基因。P区为乙肝病毒DNA负链中占位最多的一个区，为整个基因组的3/4，主要作用是合成HBV本身的多聚酶。X区可编码154个氨基酸的碱性多肽。实验室检测中，主要是检测患者或感染者的血清，其在血清中的存在方式有三种：大球形颗粒、小球形颗粒以及管状颗粒。其中大球形颗粒即为Dane颗粒，也就是完整的乙肝病毒颗粒小球形颗粒和管状颗粒本身并无传染性，由其组成成分即脂蛋白且不含有核酸所决定，两种病毒颗粒直径相近，均约为22 nm，长度100～1 000 nm。

HBV的特性：①具有顽强的抵抗力；②具有明显的嗜肝性；③具有轻度的“泛嗜性”；④具有严格的种属特性；⑤具有感染的慢性化特点；⑥具有变异性；⑦HBV本身具有对肝脏的非致病性；⑧具有致癌性。HBV是一种逆转录病毒，入侵人体后首先与肝脏细胞表面的受体结合，放出信号刺激感染机体释放相应的酶，病毒本身脱去外层的包膜从而进入细胞并进入细胞核，在宿主酶的作用下完成逆转录的过程，合成新的病毒并释放到细胞外。机体感染HBV后主要有两种转归形式：①HBV在人体免疫系统的作用下被自然清除，疾病恢复；②HBV进入人体内持续感染，使机体处于一个慢性化的状态，而慢性化进一步发展将导致肝硬化、肝癌甚至引起死亡。

2.2HBV感染后的转归 当人体感染HBV后，不同个体发生的临床转归并不同，主要取决于2个方面：①人体的遗传差异导致对于HBV的应答不同。②HBV本身的特异性使机体CD8+细胞毒性T细胞反应不充分。HLA复合体的抗原提呈与HBV的作用机制紧密相关，HLA复合体作为一种与多种疾病相关的遗传因素在很大程度上决定了个体转归的差异性。HLA复合体上的某一个特定的基因序列可与相应基因产物结合，因此决定了人体对于特定抗原的免疫应答的强度。

2.2.1慢性乙型肝炎 HBV感染机体后引起的不良转归中最为严重的仍是慢性乙型肝炎。慢性HBV感染可分为免疫耐受期、慢性乙型肝炎期、非活动性或活动性HBV携带期。慢性乙型肝炎进一步的发展将会演变为肝硬化，而慢性乙型肝炎在其代偿期和失代偿期两个时期发生肝硬化、肝癌的频率也不尽相同。所以，在预防HBV的感染和对HBV导致的慢性化的治疗刻不容缓。感染后，若不能自然清除在体内长期的存在，会使肝脏组织存在一个慢性的损伤，其主要机制是激活肝星型细胞，并使宿主合成HBV需要的物质及细胞因子和基质。Ⅰ型胶原急剧增加并肝窦沉积、发生纤维化，基底膜也在不断地合成，导致肝窦细胞间的缝隙不断减小至消失，肝细胞由于不能通过内皮细胞得到运输过来的营养，最终将导致肝脏细胞坏死，人体的正常肝小叶被破坏而又由于机体的代偿生产假小叶，假小叶的营养及物质合成的障碍使其也发生坏死、增生，其不断重复导致机体病变处于慢性化的过程。

HBV感染机体后的不同时期表现出不同的特征。在免疫耐受期各个指标均显示阳性，乙肝病毒的DNA处于一个快速繁殖复制的过程，因此病毒DNA的病毒量较高。肝组织检查中显示只有轻微的炎症。免疫清除期，在机体将感染的HBV自然清除过程中，病毒由最初耐受起的活跃状态转变为较低水平状态，但病毒DNA的载量仍然处于高水平，肝脏组织的活检显示其并无清晰可见的炎症反应。由于我国HBV感染性较为普遍，多数人在婴儿时期就已经感染，能够自身发生免疫自然清除的人很少。

2.2.2肝癌 HBV感染后最终发展为肝癌，进一步导致个体的死亡。目前为止，肝癌已成为仅次于肺癌的恶性肿瘤疾病，年病死率逐渐增加，治疗HBV感染后的不良转归迫在眉睫。随着现在生物科技以及检测技术的进步，早期检出诊断可大大减少肝癌的发病率。HBV感染机体后，病毒DNA侵入人体细胞，并整合到人体肝脏细胞的DNA上，通过HBV的表达，改变人肝细胞的抑癌基因的表达并使其发生突变，从而无法发挥抑癌作用。人体感染HBV后的发展及其机制尚未完全清楚，但HBV的感染使人体正常肝细胞无法正常增殖复制，因此肝细胞癌变及恶性表型明显增多，逐渐发展将导致机体的癌变即肝癌的形成。我国作为乙肝及肝癌的高发区，对于研究肝癌的机制以及防治措施很有必要。就目前而言，研究文献的质量参差不齐、结论不一，因此对于HBV引起的癌变仍需要大量高水平研究，有价值的综合分析也将有助于肝癌的研究。此外，慢性乙肝病毒发展为肝癌的概率较大，所以应特别警惕慢性肝炎的不良临床转归。

3 HLA复合体与HBV感染及转归的关系

3.1HLA与HBV感染及其慢性化有关 HLA在HBV感染后的慢性化过程中发挥着重要的作用，HLA主要功能就是调节机体的免疫，通过基因座上的基因型从而调节HBV感染后的转归。Thursz等[11]研究表明，84位具有HLA-DRB1基因型的乙肝疫苗无或弱应答者和78位乙肝疫苗中或强应答者比较得到如下结果，HLA-DRB1*14等位基因与无或弱应答相关，HLA-DRB1*12，15等位基因与中或强应答相关，而HLA-DRB1*07，08，09，11，13，16等位基因与免疫应答水平之间无明显相关性。 近来经研究发现，不同的人种、民族及地域中的人群发生乙肝病毒感染的HLA基因型是不同的[12]。例如HLA-B46、HLA-D为东方人中常见的HLA抗原，在白人中很是罕见，而HLA-A3、HLA-B7、HLA-DR等抗原在白人中频率较高, 但在东方人中频率却很低[13]。Han等[14]在上海地区应用低分辨率DNA分型试剂盒检测了72例慢性乙型肝炎患者血清的HLA-DRB1和DQB1基因，发现HLA-DRB1 *06、DRB1*08、DRB1*16等位基因与乙型肝炎慢性化相关，并发现HLA-DRB1*1HLA基因型和HBV感染后的临床转归有关。

3.2HLA与乙肝病毒感染后的自然清除有关 1982年，Montano等[15]提出HLA分子影响乙肝病毒感染后的自然清除过程。上世纪90年代以后，各个方法学研究均较热，但始终缺少一种公认的可靠方法，然而基因分型技术在解决HLA与乙肝病毒感染的清除的研究推动了科学的进步。根据相关文献研究，发现大多数人群H的等位基因HLA-DRB1*13及HLA-DRB1*11/12与HBV感染和清除的关系密切,而HLA-DRB1*11/12与HBV的清除有关[16]。同时研究中发现HLA-DPA1上的rs3077及HLA-DPB1上的rs9277535位点上的“A”等位基因经统计学上的研究之后发现它具有保护作用。表现为保护性作用，在不同研究中的HBV自然清除组与健康组或者HBV慢性感染组在统计学上经过比较后其频率存在差别，并且包含有“A”等位基因的单倍型也表现出对感染的保护作用[17]。另外Jiang等[18]研究者认为在亚洲的乙肝病毒感染的发病频率高于欧洲国家，其原因有可能是亚洲人出生后不久就感染，免疫系统的清除能力小于其他国家，感染以及转归的频率高于欧洲国家，且亚洲人中的rs3077-A和rs%77535-A频率均低于欧洲人(HapM巧计划数据)。

3.3HLA与急性乙型肝炎有关 越来越多的研究发现，乙肝病毒的变异会在很大程度上影响乙肝的急性感染或发作。Karayiannis[19]曾发表文献称HBeAg表达阴性的暴发性乙肝与HLA-Ⅱ类基因的变异存在关系。还有资料表明，急性乙肝时HLA-DRB1*1301和HLA-DRB1*1303等位基因表现出更强作用，HLA-DR2与急、慢性HBV感染相关显著[21]。另外，有学者认为，HLA-DR13与急性自限性乙肝存在因果相关[22]。仍有资料显示，发现了与乙肝病毒相关的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应答明显高于慢性乙型肝炎患者，并对不同表位CD8+细胞毒性T细胞产生特异性的免疫应答，因此急性乙型肝炎患者的细胞应答以及识别抗原的能力较强。

3.4HLA与HBV感染后进展为肝硬化及肝癌的关系 我国作为HBV的高流行地区，多项研究认为，肝癌的最主要来源于HBV的慢性感染。在研究不成熟时期，一度认为只有很少一部分会发展为肝癌[24]。21世纪以后，越来越多的研究认为HBV慢性感染后，机体的免疫状态及遗传因素具有较大影响。在早期候选基因研究中，泰国学者研究发现HLA-DRB1*12在HBV携带组中频率高于肝癌患者组[25]。HBV感染机体后，HLA对于HBV等一些微生物致癌易感性可能将会有很大的影响。

临床上，机体感染HBV后所导致的乙肝往往进展为肝硬化，并且不同个体临床表现不同，呈现家族聚集的趋势。人体的遗传易感性在HBV感染后发挥着重要的作用，特别是HLA-Ⅱ类基因的不同基因序列与肝硬化的进展密切相关。

4 问题及展望

基于HLA的HBV的感染及其转归的研究仍存在较多的争议，国内外研究普遍认为HLA基因型与慢性肝炎、急性肝炎、肝硬化、肝癌以及机体自身的免疫清除存在着紧密的联系，但由于受到人种、种族、地域因素外，践行研究的严谨性、科学性对其影响甚大。目前，HLA基因型的研究已经相对成熟，但其与乙肝病毒的关系仍然不能得到明确的结论，存在较多矛盾的地方亟待解决。因此，在现有的基础上去控制研究的条件，从而将HLA与HBV的感染及其转归的关系有明确的结论，为将来人类HBV的防治提供新的方向。同时，HLA基因型的不同与其导致的疾病的研讨，对于控制HBV感染后的转归以及为将来疫苗的研发等治疗将奠定下坚实的基础。在过去人们普遍认为，某一类特定的抗原只结合某一种HLA复合体的等位基因产物，这也限制了人类疫苗的研究及使用，对于HBV感染后的慢性乙肝，确定其HLA基因序列将很大程度上有助于多肽疫苗的研制及治疗。