乙型肝炎病毒感染与父婴传播的研究进展

Research Progress of Hepatitis B Virus Infection and Transmission from Father to Infant

摘要: 乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染仍然是全世界的重大健康问题。它可以导致不同程度的肝损伤，并与肝硬化和肝细胞癌的发生发展密切相关。越来越多的研究表明由于男性HBV患者精液、精子中HBV的存在，使得HBV父婴传播的存在不仅成为可能，还可能通过父婴传播影响下一代的HBV感染，影响子代健康。目前，关于HBV感染与父婴传播的研究也取得了一定的进展。由于HBV父婴传播是一个有趣的话题，并且在控制HBV传播方面具有全球重要性，因此，本文现对HBV父婴传播存在的证据、可能机制以及防治措施进行综述，以期为阻遏HBV父婴传播提供新思路。

Abstract: Hepatitis B virus (HBV) infection remains a major health problem worldwide. It can lead to different degrees of liver damage, and is closely related to the occurrence and development of liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. More and more studies have shown that the existence of HBV in the semen and sperm of male patients with HBV makes the existence of HBV paternal transmission not only possible, but also may affect the infection of HBV in the next generation and affect the health of the offspring. At present, the research on HBV infection and paternal transmission has also made some progress. Since paternal transmission of HBV is an interesting topic and of global importance in the control of HBV transmission, this article reviews the evidence, possible mechanisms, and prevention and treatment measures of paternal transmission of HBV, in order to provide new ideas for preventing paternal transmission of HBV.

1. 引言

HBV感染是一个重大的全球健康问题，根据世卫组织最新统计，全球约2.96亿人发生HBV慢性感染，每年约有150万人新感染[1]。据最新报道，约15%~40%的慢性HBV (Chronic hepatitis B, CHB)患者可能发展为肝硬化、肝功能衰竭和肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)，甚至造成死亡[2]。HBV主要通过血液和血制品传播、垂直传播、日常生活接触传播、性接触传播等。虽然HBV垂直传播通常发生在母婴之间，但是慢性HBV感染的父亲通过其生殖细胞系将HBV垂直传播给子代的可能性也被广泛讨论[3] [4]。近年来，HBV父婴垂直传播对于控制HBV传播和预防子代慢性感染具有潜在的重要性，本文就此主要讨论了以下三个主题：(1) 男性HBV感染；(2) 支持HBV父婴垂直传播的证据和可能机制；(3) 预防和阻断HBV父婴传播的措施。

2. 男性HBV感染

HBV是一种很小的包膜病毒，属于肝病毒科[5]。HBV病毒基因组是长约3.2 kb、小环形的部分双链DNA，以共价闭合环状ccc DNA的形式存在于肝细胞核内，可造成持续的慢性感染，从而导致炎症性肝病、纤维化、肝硬化和肝细胞癌[6] [7]。值得注意的是，HBV感染患者中有很大一部分是男性患者。虽然关于HBV感染的性别差异还没有得到严格的研究，但是Baruch Blumberg [8]于1972年首次描述了HBV的性别差异，发现与女性相比，男性更容易发生慢性HBV感染。多项研究表明，可能是由于病毒因素、肝脏微环境和宿主属性等因素导致男性慢性HBV感染及其并发症的风险增加[9] [10]。最近的一些研究指出，男性HBV感染患者血清中的乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen, HBsAg)阳性率和病毒载量HBV DNA明显高于女性[11] [12]。以上结果表明，相比于女性，男性更容易造成持续的慢性HBV感染，导致慢性肝炎、肝纤维化，甚至终末期肝病的发生。

3. HBV父婴传播

3.1. HBV父婴传播的概述及其证据

HBV垂直传播定义为发生在妊娠期间或围产期从感染HBV的母亲到胎儿或儿童的传播。垂直传播是HBV传播和扩散的有效途径，是导致成人慢性乙肝感染的主要原因[13]。并且，HBV的垂直传播更易引起子代慢性HBV感染[14]。因此，有效的阻断HBV的垂直传播就能更好地控制子代HBV感染的发生。HBV的垂直传播主要包括母婴传播和父婴传播。一直以来，关于HBV父婴传播的了解和研究相较于母婴传播甚少。但是，近年来越来越多的学者聚焦于HBV的父婴传播，旨在进一步阻断HBV的垂直传播，为CHB的防治提供新思路。父婴传播的定义是指患有乙型肝炎的父亲将HBV病毒直接或间接传给胎儿的过程。1977年，Blumberg [15]首次推测HBV可能通过整合到宿主生殖细胞的基因组中将HBV传给子代。1985年，Hadchouel等人[3]从17例急性乙型肝炎患者的精液中检测出有3例患者的精液中存在HBV DNA，而且2例患者的精细胞基因组中发现了整合的HBV DNA序列，首次提出了HBV经精细胞进行垂直传播的可能。随后，有研究表明，HBV可以自由通过血睾屏障侵入到男性生殖细胞核中整合在宿主染色质中，进而在子代中传递[16]。2002年，Huang等人[17]利用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)技术，在9例慢性持续性乙型肝炎患者中的1例患者的精子染色体上发现了HBV DNA的特异性荧光信号点，表明HBV可以整合到人类精子染色体中。后来，又有研究对8例男性HBV携带者及其8例宫内感染的引产胎儿进行了核苷酸序列测定，发现男性HBV携带者精液和精子中均检测到HBV DNA，父亲与胎儿HBV基因序列同源性很高。本研究结果提示HBV存在父婴垂直传播，携带HBV的父亲可通过精子细胞将病毒传给胎儿[18]。在分子生物学水平上，也有研究[19] [20]证实父代与子代的HBV DNA同源序列达到了98%~100%。并且，通过实验动物模型可以观察到整合到人精子中的乙型肝炎病毒基因在传给胚胎后可以复制和表达[21] [22]。张等人[23]通过随访和采集HBV感染男性患者的精子，以及其配偶妊娠期的血液进行HBV DNA定量检测，发现男性血清HBV DNA阳性、血清HBeAg阳性、精液HBV DNA阳性是HBV父婴传播的危险因素，当父亲血清HBV DNA载量 > 10⁵拷贝/ml和精液HBV DNA载量 > 10³拷贝/ml时，HBV父婴传播阳性率增加。HBV具有泛嗜性，精液中HBV的检出，以及精子染色体上HBV DNA的整合存在，表明男性生殖道可能是HBV感染患者的HBV储存库，这些患者可能在受精时将病毒传播给后代，进一步为HBV通过父婴垂直传播提供了强有力的证据。

3.2. HBV父婴传播的可能机制

HBV感染严重威胁人类健康，不仅影响感染者自身，还可能对其后代的健康产生不良影响。研究表明，要使HBV从父亲向孩子垂直传播，HBV基因组必须整合到男性生殖细胞染色体中，其基因必须表达。目前关于HBV父婴传播的机制，绝大数学者认为子代的HBV DNA主要是通过父代精子细胞上整合的HBV DNA在受精卵中复制表达而来。Huang等人[24]发现HBV侵入精子后，HBV DNA在人精子染色体上可以呈多位点、随机、非特异性的整合。另外的研究也证实HBV病毒是可以穿过血睾屏障进入精子，将HBV DNA整合到精子染色体中，并且当形成受精卵以后，HBV DNA可以在受精卵中复制、表达，完成HBV的父婴传播[16] [25]。值得注意的是，精液中HBV DNA载量越高，HBV父婴传播的危险性越高，即使是母亲抗-HBs抗体阳性也无法完全阻断HBV的父婴垂直传播[26]。父代HBV侵入精子的机制，目前的研究[27] [28]认为，HBV主要通过乙肝表面S蛋白(hepatitis B virus S protein, HBs)与人精子表面的去唾液酸糖蛋白受体(asialoglycoprotein receptor, ASGP-R)结合，从而侵入精子。除此之外，有研究通过检测HBV感染男性患者精子中父系印记基因，发现HBV感染可能会通过精子DNA的甲基化来影响父源HBV感染[29]。通过构建动物HBV感染模型，比较HBV感染者和健康对照者精子畸变率，发现HBV感染可通过改变遗传成分和(或)诱导染色体畸变产生广泛的遗传效应，并有可能通过种系垂直传播给下一代[24]。以父亲HBsAg阳性，母亲HBsAg以及HBV DNA均阴性的56对夫妻作为研究对象，收集夫妻双方血清以及新生儿的脐带血血清，检测血清中乙型肝炎标志物、HBV DNA载量。男性血清HBV DNA阳性并且载量 > 10⁶拷贝/mL是HBV父婴垂直传播的重要影响因素[30]。

4. HBV父婴传播的阻断与防治

HBV可以经体液传播，HBV可以存在于男性患者的精液中。一系列研究证实HBV病毒可以侵入并整合到精子染色体上，并且存在于精子的不同发育阶段[17] [24]。HBV感染除了可以通过影响精子、受精过程和免疫系统等导致男性不育外，还可能会通过父婴垂直传播导致子代慢性HBV感染的发生[31]-[33]。垂直传播是导致HBV慢性感染的主要途径之一，因此积极阻断和防治HBV的传播具有非常重要的意义。

目前，有以下几种措施可以阻断HBV父婴传播：首先，通过接种乙肝疫苗或者通过特异性乙肝免疫球蛋白(Hepatitis B immunoglobulin, HBIG)被动免疫获得的抗-HBS抗体已被证明能有效预防HBV的传播，特别是在阻断母婴垂直传播方面。然而，它在预防HBV父婴传播方面的潜力仍不确定。有趣的是，一项研究表明，母体存在的抗-HBS抗体能够显著阻断通过父代生殖细胞传播HBV的能力，特别是当这些抗体水平高于400 IU/ml时[34]。这些数据使我们相信，这些抗体可能有助于清除精子所携带的HBV，从而降低HBV病毒通过男性生殖细胞传播的可能性。其次，对于HBsAg阳性的男性患者，在计划孕育前积极抗病毒治疗，采取措施降低血液、精液中HBV DNA含量，也可能避免父婴垂直传播[35]。目前有2种经批准的HBV抗病毒治疗方案，包括核苷酸类似物(Nucleotide analogs, NAs)和聚乙二醇干扰素-α (polyethylene glycol interferon-α, PEG-IFN-α)。除此之外，通过利用辅助生殖技术(特别是精子洗涤技术)来减少甚至去除HBV患者精浆中的病毒载量，从而达到阻断HBV传播的目的。近年来，辅助生殖技术(assisted reproductive technology, ART)已成为有效的生育手段[36]。有研究表明，精液中HBV DNA达到一定载量时，HBV才会侵入精子，因此可以考虑通过受精前精子洗涤技术来阻断HBV父婴传播[37]。但是此项技术在临床开展有很大难度，并且不能完全保证子代不感染HBV。最后，通过对刚出生的新生儿注射抗乙肝免疫球蛋白联合乙肝疫苗接种，也同样能阻断HBV的父婴传播。

5. 总结与展望

HBV对人类健康的危害已日趋严重，迫切需要从源头上阻断疾病的进展。我国属于乙肝大国，特别是男性HBV感染患者占比更大。所以，鉴于HBV的高流行率，研究HBV感染的父婴传播具有重要意义。现有数据显示，男性HBV患者的精液、精子中存在HBV，并且HBV会通过父婴传播导致子代HBV感染，影响子代健康。但是目前的研究也有一定的局限性：首先，HBV父婴传播存在的最直接证据以及HBV父婴传播的机制还需要大量研究来证实；其次，对于HBV父婴传播的预防和防治并没有具体的措施得以开展，需要做进一步的调研。那么，定期进行男性HBV感染筛查以及HBV感染的治疗和管理对于阻遏HBV父婴传播的发生发展至关重要。

NOTES

^*通讯作者。