丙型肝炎病毒基因分型的相关研究进展

Related Research Progress in Genotyping of Hepatitis C Virus

摘要: 丙型病毒性肝炎(丙肝)是常见的慢性传染病之一，是造成全球重大健康和经济负担的原因。丙型肝炎病毒基因分型是疾病严重程度和发病机制以及患者对抗病毒治疗反应的重要决定因素，基因分型的研究对了解丙肝流行病学特征、制定抗病毒治疗的个体化方案均有重要的临床参考价值，将有助于更好地为丙肝防治管理策略提供信息。

Abstract: Viral hepatitis C (HCV) is one of the most common chronic infectious diseases and is the cause of a significant global health and economic burden. Hepatitis C virus genotyping is an important deter-minant of disease severity and pathogenesis as well as the response of patients to antiviral therapy. The study of genotyping has important clinical reference value for understanding the epidemiolog-ical characteristics of hepatitis C and developing individualized antiviral therapy programs, and will help to provide better information for the prevention and treatment management strategies of hepatitis C.

1. 前言

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)感染是全球公共卫生负担，由于疾病进展，导致肝脏相关发病率和死亡率上升。然而，在许多国家，丙肝缺乏可靠的流行病学数据，特别是丙肝病毒基因型研究，以此为基础制定丙肝预防、诊断和治疗策略，可以减轻丙肝病毒所代表的疾病负担 [1] 。在国家和地区层面按病毒基因型进行分层，以及更好地了解目标人群中的病毒多样性，可为未来HCV疫苗的合理设计和测试提供重要信息。

HCV属于黄病毒科，为单股正链RNA病毒，具有高度遗传变异的特点。由于快速全球化，其遗传多样性不断发展，最终导致不同地理区域的不同治疗反应。根据基因组变异性，HCV可至少分为7种主要基因型和67个已鉴定基因亚型和20个未确定的基因亚型，基因型之间的核苷酸序列有30%以上的差异。HCV病毒感染人体后，起病隐匿，临床表现不明显且多无症状，HCV易变异、易慢性化，因多数患者不能早期及时诊断，故容易延误治疗时机，甚至进一步进展为肝硬化、肝衰竭、肝癌 [2] [3] 。因此，丙肝基因型作为重要的病毒学因素 [4] ，对于丙肝基因型的研究是有效防治丙型肝炎的重要手段之一。

2. 全球丙肝病毒感染流行病学

丙肝是由丙型肝炎病毒感染引起的疾病，全球范围内大多数国家和地区均存在HCV感染者。根据世界卫生组织公布的数据，2015年有7100万人感染HCV，占世界人口的1%。HCV感染在不同国家分布不均，全球普通人群的患病率为0.5%至6.5%。在西方国家和澳大利亚，这一比例从0.5%到1.5%不等，东南亚和东地中海区域国家达到2.3%，中国为3.2%，印度为0.9%，印度尼西亚为2.2%，巴基斯坦为6.5% [5] ，地区分布和疾病患病率差异较为明显。2016年全球约有39.9万人死于丙肝，主要死于肝硬化和肝细胞癌 [6] 。有研究指出，尽管丙肝新感染率有所下降，但由于疾病在已感染者中的进展，慢性丙型肝炎的发病率和死亡率正在上升，这对全球卫生保健系统提出了挑战，因为更多的患者将需要住院或肝移植。例如美国，与慢性丙型肝炎相关的年度医疗费用预计将在2011年至2024年期间从65亿美元增加到91亿美元 [7] ，对患者造成沉重的负担。

国外相关研究表示，2015年只有20%的丙肝病毒感染者接受了监测并了解自己的状况，此外，在被诊断为丙肝病毒感染的患者中，只有7%的人开始接受治疗 [8] 。在工业化国家，直接作用抗病毒药物(Direct-acting antiviral agents, DAAs)自2014年开始使用，使用DAAs与降低死亡风险和肝细胞癌 [9] 相关，有些药物参考HCV基因分型结果选择最佳的个体治疗方案。在欧洲，在失代偿性肝硬化和肝癌适应症的DAAs时代，由于HCV感染而导致的肝移植数量迅速下降，并且肝移植后的生存在同一时间内显著提高 [10] 。

3. 丙肝病毒基因型在世界范围内的分布

每种HCV基因型的全球分布在不同的地理区域有所不同 [5] 。在全球范围内，基因型1占主导地位(占所有感染的44%)，其次是基因型3 (25%)和基因型4 (15%)，基因2型、基因4型和基因6型是世界上剩余HCV病例的主要原因。东亚的基因2型和基因6型病例数量最多，而北非和中东的基因4型病例数量最多。估计，基因5型导致全球最少的HCV病例(小于所有HCV病例的1%)，其中绝大多数发生在撒哈拉以南非洲南部和东部。中国和许多东南亚国家、西欧和澳大利亚的多样性都很高。在基因型数据缺失的世界国家中，人口最多的是亚洲(占全球人口的3.6%)，其次是非洲(占全球人口的3.2%)和拉丁美洲(占全球人口的1.4%)。这些地区通常是卫生忽视地区，应作为进一步监测的重点，因为在这些地区由丙肝病毒引起的疾病负担也可能很高 [11] [12] 。

在中国，HCV感染已成为仅次于乙型肝炎病毒感染的第二大病毒性肝病，HCV基因型分布具有显著的地理差异：山西、河南、江苏、安徽、上海、陕西、河北和新疆最常见的分型为1b和2a；广东和福建常见基因型分别为1b和6a；重庆和云南的优势基因型分别为3a和2a合并3b；1b、1a和1b、3b分别在广西和青海最为常见。但是，中国各地区报告的HCV基因型分布随着时间的推移正在发生显著变化，河南、江苏、浙江、重庆、天津和云南的1b、2a逐年下降，3a、3b、6n和6a逐年增加，在西南和华南地区，1b、2a亚型比例呈下降趋势，而基因型3亚型比例呈上升趋势，这种变化趋势可能是由于人口流动性的增加、各种传播途径及检测方法的敏感性和特异性的提高。基因型1b是中国最常见的HCV基因型，其次是基因型2、3和6。HCV基因型合并感染比例也在上升，最常见的是1b/2a合并感染。有报道指出，多种HCV基因型/亚型合并感染与患者反复接受输血、作为静脉吸毒者共用针头和常规透析等因素相关 [13] [14] 。我国最新指南 [15] 指出，在DAAs的泛基因型时代，DAAs治疗在已知主要基因型和主要基因亚型的HCV感染者中都能达到90%以上的持续性病毒应答(sustained virological response, SVR)，而采用基因型特异性DAAs方案治疗的感染者，需要先检测基因型。

4. 丙型肝炎病毒基因分型检测方法简介

丙型肝炎病毒基因分型作为一种优化抗病毒治疗方案的工具，目前，HCV基因分型的方法有许多，现将几种主要分型方法总结如下：1) 直接测序分析法：是检测HCV基因型最准确、最经典的方法 [16] ；2) 基因型特异性引物扩增法：是基于PCR扩增子的引物特异性延伸分析 [17] ；3) 基因型特异性核酸探针杂交法：是目前应用最多的一种基于核酸杂交的HCV基因分型方法 [18] ；4) 限制性片段长度多态性分析(RFLP)：通过利用RT-PCR扩增不同酶切位点的各种HCV基因型片段，通常是选择5′UTR和NS5B等保守区域作为RFLP分型的靶基因，将PCR产物用3~5种不同限制性内切酶进行酶切，酶切后得到不同的cDNA片段，通过电泳所表现出的片段大小以及多态性对HCV进行基因分型 [19] 。有学者认为，RFLP是一种灵敏、特异、简便及实用的优点，且结果稳定、重复性好、不需要昂贵的设备，在一般的医院即可开展 [20] ；5) 实时定量PCR：根据荧光共振能量转移的原理检测可以很好区分HCV主要基因型，但限制了亚型的检测 [21] 。

5. 不同丙肝基因分型的临床意义

5.1. 不同基因型与慢性肝病严重程度的特点

不同的HCV基因型及基因亚型对患者肝细胞的损伤程度不一致，基因型直接影响着治疗的效果 [14] 。已有研究表明，在HCV基因型1中，基因型1b的肝细胞癌风险高于基因型1a。在台湾最普遍的HCV基因型(1b和2a)中，基因型1b显示出肝癌的两倍风险，HCV相关的肝癌发生似乎是直接或间接的影响，建议HCV患者的管理应按病毒亚型进行定制，以确定最需要有效早期治疗的人群 [22] 。也有研究指出，基因型3会干扰脂质和葡萄糖代谢，会导致肝脏疾病的快速进展和肝细胞癌(HCC)的高发病率 [23] 。

相关研究报道了HCV基因型3在脂质和葡萄糖代谢的相关机制：① HCV核心蛋白促进胰岛素受体底物1和2的降解(通过表达肿瘤坏死因子a和抑制细胞因子信号-3)，导致下游PI3K和Akt磷酸化缺陷。由于PI3K和Akt通路对肝脏中糖异生的抑制至关重要，这一过程可能导致葡萄糖产生增加 [24] 。② 低密度脂蛋白受体促进HCV进入肝细胞。然后，HCV核心蛋白和NS5A与脂滴相互作用，脂滴反过来可能在脂质代谢的发病机制中发挥作用，并有助于肝脂肪变性 [25] 。

5.2. 不同基因分型与丙肝传播途径的特点

HCV包括多种基因型，这是由于不同风险人群中的传播途径不同，在基因型1或2的患者中，最常见的危险因素是医疗程序，如输血、手术和牙科治疗。相比之下，对于基因型3或6的患者，生活方式相关的危险因素更为频繁，包括静脉药物滥用以及纹身和穿孔 [14] 。我国一项2010年~2020年间的数据报道显示，HCV基因型的构建发生了稳步变化，基因型1和基因型2不断下降，基因型3和基因型6成为当下的新挑战，这两种基因型主要与注射吸毒者有关，特别是基因型3b [26] ，这种基因型分布提醒我们应重点关注这一人群的预防和治疗，对我国丙肝的管理策略具有指导意义。

5.3. 不同基因分型与肝功能相关指标的特点

不同HCV基因型在肝功能指标上存在差异，丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)可以反应肝脏炎性程度，不同基因型患者的肝脏损害程度可能不同。一项回顾性分析证明HCV基因型与ALT、AST水平及HCV拷贝数之间存在相关性，3b型的ALT和AST水平均高于其他基因型，但有研究报道1b基因型患者ALT、AST水平均高于2a基于女性患者及其他基因型，考虑与地区差异有关 [27] 。

5.4. 不同基因分型与肝脏脂肪变性的特点

大约20%~30%的慢性HCV感染与肝脂肪变性有关。由于HCV核心蛋白的直接细胞病变作用，病毒性脂肪变性在基因型3感染中更常见 [28] 。已有研究指出肝细胞脂肪变性在丙肝基因型1感染患者中主要由代谢引起，而在HCV基因型3感染的患者中，主要是病毒诱导的 [29] 。Rubbia等人对101例HCV患者进行了评估，发现基因型3感染患者脂肪变性与HCV RNA水平存在显著相关性，基因型1感染患者脂肪变性与HCV RNA水平无显著相关性，证明脂肪变性是基因型3病毒细胞病变效应的形态学表现 [30] ，这些数据均表明脂肪变性在基因型3感染者中更常见。

5.5. 不同基因分型对治疗效果的影响

了解HCV感染的基因型和亚型有助于观察治疗反应，聚乙二醇化干扰素-α联合利巴韦林是HCV感染者治疗方法之一 [31] 。我国已有研究 [32] 表明，聚乙二醇化干扰素-α联合利巴韦林治疗非HCV基因1型慢性丙肝患者比基因1型感染者疗效显著。国外相关研究报道 [33] 称：基因2，3型患者对干扰素的SVR率是基因1型患者的2~3倍。而HCV基因4型作为难治愈的基因型之一，无干扰素的DAA疗法在基因型4感染者中也具有高SVR率和耐受性 [34] 。HCV的不同基因分型治疗效果表现出的较大差异，提示临床仍然需要根据患者病毒基因分型制定个体化治疗方案。

6. 结论

丙型肝炎已经成为世界性公共卫生问题。近年来，HCV基因分型越来越受到学者的关注，不同基因型的感染者在地区分布、感染途径、临床表现、治疗方法及预后方面均存在差异，HCV基因分型已经成为HCV研究的热点问题。丙肝基因型分布的变化趋势和流行病学的差异可能需要调整各个地区的预防和治疗管理策略，对不同基因型HCV感染者制定个体化的预防措施和治疗方案。因此，通过丙肝基因型的相关研究进展的分析，可为进一步研究丙肝流行情况和各地区制定针对性的丙肝防治策略提供依据，为丙肝防治及实现丙肝消除目标提供一定帮助。

NOTES

^*通讯作者。