慢性乙型肝炎病毒患者肝內原位病毒學分析 _健康小知識

乙肝病毒是一種嚴重影響人類健康的病原體，也是引發慢性乙肝的元兇。根據國際衛生組織2015年估計，全球約有2.4億慢性乙肝患者，大多分布在低收入及中等收入國家，每年約有78萬患者死于慢性乙肝感染所致的肝衰竭、肝硬化和癌。在中國，約有9300萬慢性乙肝感染者，其中，由乙肝病毒引發的肝硬化和肝癌患者比例分別高達60%和80% 。隨著乙肝疫苗接種的推行，我國嬰幼兒的乙肝陽性率有了大幅度的降低。但是，對于其他感染者，依然缺乏徹底治愈的療法，并且給患者家庭帶來了沉重的經濟負擔和健康威脅。
大量臨床與基礎研究表明，慢性乙肝長期遷延不愈的根本原因在于乙肝病毒共價閉合環狀DNA(cccDNA)在肝臟內的長期存在及其造成的病毒表面抗原血癥。由于cccDNA在慢性乙肝患者肝臟中的水平極低，傳統的分子生物學方法（如Southern印記、cccDNA特異性聚合酶鏈反應）不僅檢測困難，而且無法顯示其在組織內的分布特點。
鑒于目前對乙肝cccDNA研究存在的問題，來自復旦大學上海醫學院醫學分子病毒學重點實驗室的Zhangxiaonan等研究者在bDNA信號擴增技術基礎上進行二次開發，成功建立了一種能夠在組織水平顯示cccDNA分布的原位雜交技術。該技術還能顯示乙肝病毒的其他復制中間體，如前基因組RNA(pgRNA)、松弛環狀DNA(rcDNA)在單細胞水平的分布情況。研究者將該原位雜交技術與乙肝病毒主要抗原的免疫組化染色相結合，獲得了病毒核酸與蛋白同時存在的圖像。令人意外的是，乙肝病毒抗原與核酸在單細胞水平呈現驚人的“馬賽克狀”分布，即病毒的cccDNA、RNA與表面抗原均顯示顯著的負相關關系。本研究還進一步證實，經過一年以上抗病毒治療的患者的肝細胞內仍存在乙肝病毒的cccDNA 。綜合前期研究，本研究基于大量患者樣本的觀察結果，提出在單細胞水平乙肝病毒存在“抗原富集期”、“DNA富集期”和“潛伏期”的“三階段”假說，推測患者體內肝細胞生理水平和病毒復制活躍度的變化可以導致這三個階段的相互轉換。該假說從單細胞水平描述了病毒生活周期的復雜變化模式，豐富了學術界對乙肝病毒在肝內存活的認識，為進一步針對不同病情患者清除乙肝病毒cccDNA的新策略提供了理論基礎。
主要實驗結果如下：

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Figure1.Validationofthespecificityofthestrand-specificprobesetsdesign.TissuesectionsfromCHBpatientswerepretreatedwiththeindicatednucleaseandhybridizedwiththedesignatedprobesets:(A–C)probeset1(originalmagnification,×200;insets,×400);(D–F)probeset2(originalmagnification,×200;insets,×400);(G–I)probeset3(originalmagnification,×400;insets,×600).Afterhybridizationandsignalamplification,NBT/BCIPwasusedforcolorization,followedbycounterstainingwithnuclearfastred.

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Figure2.SubcellularlocalizationofHBVDNAsignalishighlyrelatedtoitsreplicationstatus.Representativecytoplasmic(A)andnuclear(B)stainingpatternofHBVDNA.(C)SerumHBVDNAlevelsfromcytoplasmic-(n=26)andnuclear-localized(n=21)groupswerecompared.ThePvaluewasdeterminedbyaMann-WhitneyUtest.(D)Comparisonofthepercentageofcytoplasmic-andnuclear-localizedsamplesfromHBeAg-positiveand-negativepatients.

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Figure3.Spatialrelationshipbetweenintrahepaticviralnucleicacids(HBVDNA,RNA,andcccDNA)andsurfaceantigen.Probeset2or3washybridizedwithHBVDNA(AandC)orcccDNA(BandD),inconjunctionwithHBsAgIHCusingadjacentsectionsfromthesameliverspecimen.ImagesinCandDarehighermagnificationsoftheboxedareasinAandB,respectively,whichshowsimilarregionsinadjacentslices.HBVRNAwasvisualizedwitheitherprobeset1(E)orprobeset3(F)inthecontextofHBsAgexpressionusingadjacentsectionsfromthesameliverspecimen.Blue-purple,DNA,cccDNA,orRNA;brown,HBsAg.Originalmagnification,×100(AandB),×400(CandD),×600(CandDinsets),×200(EandF),×400(EandFinsets).