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背景
乙型肝炎病毒(HBV)的PreS突变存在于约63%的肝细胞癌(HCC)患者中，这主要由横向研究显示；这些突变包括preS1和preS2区域缺失的组合。preS基因突变可导致病毒蛋白和颗粒分泌缺陷，从而导致乙型肝炎表面抗原(HBsAg)在ER中积聚，产生ER应激。ER应激可能激活未折叠的蛋白反应，导致ROS增加、基因组不稳定和随之而来的肝癌发生。preS1、preS2和S结构域包含各种B细胞和T细胞表位，缺失这些表位可能导致这些突变体逃避免疫消除。
据报道，HBV的PreS突变体与肝细胞癌有关(HCC)。我们进行了一项纵向研究，探讨HBVpreS突变在HCC发展中的作用，尤其是在HBVDNA或ALT水平低的慢性乙型肝炎(CHB)患者中，并研究了分泌缺陷型preS2缺失突变对体外肝细胞损伤和体内肝纤维化的影响。
简介
年3月5日，来自中医院和国立阳明大学临床医学研究所的Jaw-ChingWu其团队在Hepatology(IF:14.)杂志上发表名为ClinicalimplicationsonHBVpreS/SmutationsandtheeffectsofpreS2deletiononmitochondria,liverfibrosis,andcancerdevelopment的研究[1]。
主要结果
在纵向病例对照研究和抗病毒治疗中，PreS突变体作为与HCC发展相关的独立因素降低了风险
在例患者中，例感染了导致preS蛋白提前终止或移位的preS缺失或点突变。表1显示了有和无preS突变患者的基线和病毒学特征。与+preSmt患者相比，-preSmt患者的HBV基因型C发生率更高，肝硬化背景更深，入组时接受的抗病毒治疗更少，血小板水平更低，AFP水平更高，、和位核苷酸突变更高，在中位11.8年随访期间HCC发生率更高。
+preSmt患者与-preSmt患者的HCC累积发生率比较表明，+preSmt患者的肿瘤发生率更高(图1A)。在低HBVDNA需求未得到满足的患者中，HBVpreS突变与HCC发展相关。50岁、HBVDNA水平、ALT80U/L和HCC家族史共同增加了HCC的发病风险。
图1.preS突变与HCC发生和抗病毒治疗效果间的关系
HBsAg的细胞内滞留导致ER应激和未折叠蛋白应答
WTHBV表达细胞的免疫荧光(IF)染色显示，HBsAg在细胞质中呈弥漫性细斑点分布，而preS2ΔMT表达的细胞在核周区显示HBsAg粗颗粒状聚集，并与ER标记物calnexin共定位(图2A)。从另一个WTHBV构建一个preS2缺失HBV突变株，并通过IF染色评估ER中的HBsAg分布，得到一致的结果。
图2.低分泌水平表型的preS2ΔMT表现为核周染色受限和UPR信号上调。WTS基因(LHBs)的共表达恢复preS2ΔMT的分泌水平
preS2ΔMT加重病毒诱导的线粒体功能障碍
通过使用MitoTrackerRed标记HBV表达细胞，与HBsAg的IF染色共同定位，评估HBV表达与线粒体损伤的相关性。载体转染的细胞具有典型的长形管状线粒体(图3A)。在WTHBV表达细胞(绿色)中，线粒体(红色)变短且呈球形。preS2ΔMT表达细胞(绿色)显示明显的线粒体碎裂和变性。采用MicroP软件程序对线粒体形态进行定量。相对于载体控制，线粒体总计数和小球状线粒体数量在WTHBV中呈中度上调(在preS2ΔMT表达细胞中呈强烈上调)，而大管状线粒体数量在WTHBV中呈中度下调(在preS2ΔMT表达细胞中强烈下调)(图3B)。
图3.WTHBV和preS2ΔMT对线粒体功能的影响
ER应激改变线粒体钙稳态，并诱导线粒体内Ca2+超载
ER是细胞内主要参与Ca2+浓度调节的钙储存库。为了评估preS2ΔMT在ER中的滞留效应，我们用WTHBV或preS2ΔMT表达质粒转染细胞48小时，并使用特异性荧光染料Fluo-3AM测定Ca2+浓度。HBsAg共染色显示，钙荧光在HBV表达细胞中增强，主要在ER中积累，与WT和preS2ΔMTHBsAg相似(图4A)。因此，HBV参与了ER钙稳态的改变。
图4.通过Fluo-3AM和rod-2AM染色测定的WTHBV-和preS2ΔMT表达细胞的细胞内和线粒体钙水平
受preS2ΔMT感染的小鼠血清HBVDNA和HBsAg水平降低，肝纤维化增加
在12周感染期间，WT型HBV感染小鼠的平均病毒血症水平逐渐升高至1.07×HBVDNA拷贝/ml，而preS2ΔMT感染小鼠的水平低得多(图5A)。检测血清样本中的HBsAg蛋白水平，以确认preS2ΔMT效应。WTHBV中的水平显著升高，但在preS2ΔMT感染小鼠中没有升高(图5A)。
图5.preS2ΔMT感染小鼠的血清中病毒载量低，肝细胞中HBsAg滞留率高，UPR信号通路和细胞凋亡上调
结论及展望
PreS突变与慢性乙型肝炎患者的HCC发展显著相关，包括HBVDNA或ALT水平低的患者。抗病毒治疗降低了慢性乙型肝炎患者(包括preS突变患者)的HCC发生率。突变HBsAg在细胞内累积可诱导或促进ER应激、钙超载、线粒体功能障碍、能量代谢受损、肝纤维化和HCC。
原文链接
