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乙肝病毒是一种DNA病毒,具有特殊的复制过程,形成RNA/DNA中间体,在有外界免疫压力的情况下,基因容易发生变异,从而逃避机体的清除。我国是乙型肝炎的高发区,为降低乙肝的感染率,我国推广在儿童特别是新生几中接种乙肝疫苗。由病毒s基因编码的表面抗原蛋白是诱导病毒产生中和抗体的蛋白,.目前乙肝疫苗采用的就是这一蛋白。十几年过去了,儿童的表面抗原阳性率下降到5.75﹪,乙肝病毒传播得到有效控制。但在部分儿童中存在疫苗免疫失败的情况,影响了疾病的控制。据分析有多种原因可导致这种情况,乙肝病毒S基因变异是其中之一。本研究分析了广东省乙肝疫苗免疫失败儿童中S基因的序列特点,对引起氨基酸变异的突变基因位点进行序列比较,分析基因变异对于乙肝疫苗免疫效果的影响。
研究共收集广东省疾病预防控制中心肝炎监测标本1573份。采用血清学方法对标本进行筛查,挑选正常完成乙肝疫苗接种后,核心抗体检测结果为阳性而表面抗原为阳性或表面抗体为阴性的标本作为研究对象。对筛选出来的标本进行PCR扩增和序列测定。测得的S基因全序列,采用DNAStar、Anthepro和HMMTOP等软件与Genbank和EMBL中的核苷酸和氨基酸序列进行比对,并分析核苷酸和氨基酸变异的理化特点和二级结构变化。
本研究通过PCR扩增和序列测定,共得到23份标本的S基因序列。23份标本中1份标本核心抗体阳性而表面抗原/表面抗体阴性,2份为表面抗原/表面抗体/核心抗体阳性,其余为表面抗原/核心抗体阳性标本。23株病毒中仅2株毒株为C基因型的Cs亚组,其余21株均为B基因型Ba亚组,占91.3﹪,未发现其它亚型。23份标本中20份明确为adw血清型,adw血清型的比例至少为87﹪(20/23),1份为adr,另外2份可能分别为adr和adw。病毒S基因核苷酸变异分析表明,有17株出现了核苷酸变异,其中11株在"α"决定簇片段内出现了变异,该片段内每100个核苷酸的平均置换频率为1.51﹪,远高于全基因的平均置换频率0.49﹪,有显著性差异(p<0.001)。氨基酸变异分析表明,14份标本出现了氨基酸替换,变异株的发生率为60.8﹪,这些变异株中13株为B亚型毒株,1份为C亚型毒株。一份表面抗原/表面抗体/核心抗体阳性的标本,在α抗原决定簇内出现了K143M和G145A变异。另外5份标本在"α"抗原决定簇内出现了T126A.、I126T、Q129R、T140S变异,其中T140S这一变异在两兄妹的标本中同时出现。还有一份核心抗体单独阳性的标本,变异发生在"α"抗原决定簇以外的地方。另有5份标本在MHC表位发生了变异。在变异株中,有8份标本的变异氨基酸发生了极性的改变,分析表明有5株病毒氨基酸极性增强,3株极性减弱,Anthepro软件分析显示4株病毒抗原性发生变异。二级结构分析表明有11株病毒表面抗原结构发生变化。在"α"决定簇和细胞表位内出现氨基酸变化的毒株,其蛋白结构都发生了变化。这些变化,除一株病毒发生在跨膜位置外,其余病毒的变化主要在β-折叠、β-转角和无规则卷曲部位。
本研究发现与我省普通乙肝病人中的基因型分布不同,在免疫失败儿童中病毒S基因以B基因型和adw血清型为主,但因为没有进一步的实验资料,还不确定是否与疫苗的选择作用相关。通常认为"α"决定簇是高度保守的一段序列,但本研究发现在乙肝疫苗免疫失败人群中,S基因"α"决定簇段变异频率较其它部位高,可能这一片断受到的免疫压力较其它部分大。进一步分析显示,有部分氨基酸变异和二级结构发生改变,这种改变可能导致抗原与抗体或抗原递呈细胞结合力减弱,病毒不能被完全中和或杀灭。研究中还发现一个家庭成员内存在同一变异株T140S,不能排除存在水平传播的可能性,这是以前国内未报道过的现象。除了感染了变异株的儿童外,也有一部分儿童感染的是野生株,分析感染原因可能是由于儿童虽然接种疫苗,但免疫系统发育不完全,未及时产生抗体,导致后期的感染。总的来看,目前乙肝病毒S基因变异具有多样化的特点,还没有形成的优势变异株,但仍须密切关注。