2024年2月27日发(作者：终娴雅)

乙肝病毒pre-S1基因的研究现状

甘云辉;徐亮;夏冬

【摘 要】乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒(Hepatitis B Virus,HBV)引起的以肝脏炎症和坏死病变为主的传染病,它是嗜肝脱氧核糖核酸病毒(Hepadnavirus)科中哺乳动物病毒属的一员,其外膜蛋白基因包括S蛋白、前S1蛋白(pre-S1)和前S2蛋白(pre-S2)3种成分[1].pre-S1基因的研究报道始于1983年,至今人们对pre-S1基因的结构、生物学特性以及在临床诊断中的作用已经有了很多认识,取得了许多成果[2-3].本文就近几年的研究现状综述如下.

【期刊名称】《现代临床医学》

【年(卷),期】2011(037)001

【总页数】3页(P8-10)

【作 者】甘云辉;徐亮;夏冬

【作者单位】泸州医学院附属医院,四川泸州,646000;泸州医学院附属医院,四川泸州,646000;泸州医学院附属医院,四川泸州,646000

【正文语种】中 文

【中图分类】R512.6+2

乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒(Hepatitis B Virus，HBV)引起的以肝脏炎症和坏死病变为主的传染病，它是嗜肝脱氧核糖核酸病毒(Hepadnavirus)科中哺乳动物病毒属的一员，其外膜蛋白基因包括S蛋白、前S1蛋白(pre-S1)和前S2蛋白(pre-S2)3种成分[1]。pre-S1基因的研究报道始于1983年，至今人们对pre-S1基因

的结构、生物学特性以及在临床诊断中的作用已经有了很多认识，取得了许多成果[2-3]。本文就近几年的研究现状综述如下。

1.1 HBV颗粒 完整的HBV颗粒直径为42 nm，又名戴恩(Dane)颗粒，分为包膜与核心两部分。包膜厚约7 nm，内含乙型肝炎表面抗原(HBsAg)、糖蛋白与细胞脂肪。包膜内为28 nm直径的核心或核壳体。HBsAg在肝细胞内合成，大量释出于血液中，数量远多于Dane颗粒，可超过100～1 000倍，在电镜下呈球形，直径22 nm；或管状(20～30)nm×(200～400)nm，没有感染性。

1.2 pre-S1 HBsAg的表面抗原包括pre-S1、pre-S2和S蛋白。pre-S1是由108或109个氨基酸组成(在不同亚型间有所差别)的肽段，以HBV DNA ayw亚型基因组的EcoRI限制性内切酶位点为+1，位于2 848～3 172 nt之间，N末端游离，大约一半分子指向病毒颗粒外部，另一半则指向颗粒内部。C末端与S2蛋白的N端连接，存在于Dane颗粒上，与中蛋白共同构成大蛋白。pre-S1至少有一部分裸露于HBV三种颗粒的外表面，从而隐藏了pre-S2区和S区。

1.3 PS1TP2基因 pre-S1蛋白反式激活基因2(PS1TP2)其开放读码框长573 bp，编码191个氨基酸残基(GenBank号：AY426673)[4]。生物信息学发现该基因定位于人染色体6q24.1上，分子式为C974H1510N272O268S12，共有3 036个原子，分子量为21 703，含有4个N-糖基化位点，2个cAMP和cGMP依赖的蛋白激酶磷酸化位点，4个蛋白激酶C磷酸化位点，2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点，2个N-肉豆蔻酰位点，1个氨基化位点,可能具有信号肽及3个跨膜结构域。

2.1 pre-S1蛋白含量与HBV的DNA复制存在正相关关系，pre-S1蛋白含有HBV和肝细胞膜结合的位点，识别结合位点位于第21—47位氨基酸，该区域是重要的免疫介导部位，肝细胞、B细胞和T细胞均可表达针对这一肽段的受体，这个肽段相当保守，变异的病毒只要这一区段完好就有传染性。在病毒颗粒装配中主蛋白起主要作用，pre-S1的C末端也参与装配，如其末端残基缺失，仅能形成病

毒颗粒。目前认为针对该片段的pre-S1抗体是除表面抗体以外的又一中和抗体[5]。

2.2 人HBV包膜蛋白包括3种膜蛋白成分(L、M、S)，它们在HBV感染力和核衣壳组装中发挥着不同的功能。侵袭力决定基插入到L蛋白pre-S1区域的N-端和(或)S蛋白的抗原环之间。使pre-S1的表达在病毒活跃复制时期，较高血清水平的大蛋白伴随病毒血症，pre-S1主要作为病毒结构分泌，很少自行形成亚病毒颗粒。因此在病毒非复制时期，大蛋白的血清水平很低[6]。Sonnabend等在体外实验中发现，M蛋白不是HBV感染的必需成分，没有M蛋白但含有随机pre-S1/S2序列组装的病毒能感染HepaRG细胞和人初级肝细胞[7]。说明L蛋白的pre-S1/S2区域在病毒组装中起着重要作用。

2.3 乙肝病毒pre-S1可以反映HBV病毒的感染与复制情况，是乙肝两对半HBV-DNA检测的有效补充,是乙型肝炎早期诊断、疗效评估的可靠指标，近年来已被普遍应用于乙型肝炎的实验室与疗效观察[8]。姚敏等发现，各型肝炎中，pre-S1阳性检出以慢性活动性肝炎最高(4l/48)，其次为乙肝后肝硬变(28/39)，无症状携带者较低(1/43)，而对照组未检出阳性，且与HBV DNA阳性呈高度相关[9]。陈万山等报道，HBV DNA与pre-S1存在密切相关性，两者检测出的结果差异无显著性[10]。Hong等报道pre-S1多肽在接种后都能使黑猩猩对HBV的攻击获得良好的免疫保护[11]。

3.1 慢性HBsAg携带者体内pre-S1具有高度的异质性

pre-S1使体内原先能识别抗原位点的中和抗体和细胞毒 T细胞不能再识别不断变异的抗原位点，导致已建立起来的免疫无效或免疫低下，呈“相似株”现象。S区基因的“a”为其共同决定族(adr，adw，ayr，ayw)，这些决定族位于第587—652位碱基，其表达产物位于第124—147位氨基酸序列中，如果“a”决定族发生变异则引起pre-S1A表达缺陷[12]。Schulze等通过合成了一系列的HBV pre-S1多肽，包括缺失、点突变、氨基酸右旋变构、或置换得基因型序列，发现HBV

pre-S1介导受体干扰作用，而且受体识别形成是一个高度特异性的过程[13]。灵长类而不是啮齿动物或鸟类肝DNA病毒属种存在N-端氨基酸和高度保守序列。缺失、点突变、氨基酸右旋变构引入到pre-S1区域的高度保守序列其活性几乎完全丧失，提示了不同的种属有不同的感染入侵途径。

应用半巢式聚合酶链反应，从1例慢性HBsAg携带者血清中扩增出pre-S1,将其克隆于噬菌体M13mp19中进行序列分析，结果发现：与同源性最好的HBV adr野生株相比，所测的10个克隆均有替代和插入突变，9个克隆有缺失突变，10个克隆的核苷酸变异率为5.0%～17.0%，氨基酸的变异率为14.0%～66.0%，10个克隆中没有核苷酸序列一致的克隆。其他学者对HCC患者体内乙肝病毒S基因分析又发现pre-S1区、pre-S2区存在频繁的删除变异及错义突变[14-16]。

3.2 pre-S1变异是重型肝炎体内宿主长期生存的原因之一

pre-S1暴露于病毒表面，是与细胞接触的前哨。研究证实，前S1/S2基因为HBV变异最大的区段，最容易出现缺失突变，使大蛋白、中蛋白、小蛋白比例失调，使大蛋白合成增多，在肝细胞内过度产生并积聚，从而导致严重的肝脏损害，可能是引起重型肝炎发生的机理之一[17]。Cheung等报道1例隐蔽性HBV感染患者在接受弥散性大B淋巴细胞瘤化疗后，HBV感染加重，HBV DNA复制比肝转氨酶升高早20周[18]。Barrera等报道pre-S1有效地抑制HDV(Hepatitis D

Virus)感染的能力表明，它具有乙肝病毒受体识别的配体， pre-S1的类似物可能是治疗乙肝病毒感染的合理方法[19]。

pre-S1起始密码下游第230位核苷酸可因突变形成终止密码，并影响pre-S2起始密码。Chen等发现1名未出现前C/C区突变的重型肝炎肝衰竭患者，与同一感染源的急性肝炎患者相比，存在nt493(S区)、998(P区)、1 173(P区)、2

928(pre-S1区)、3 067(pre-S1区)和3 078(pre-S1区)等6个碱基突变，推测可能与重型肝炎肝衰竭发生相关[20]。

3.3 pre-S1变异与肝癌的关系

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是世界范围内常见的恶性肿瘤之一，在肝癌患者中，前S1区变异位点在第84位及第94位密码子，变异位点多数在病毒包膜蛋白的抗体结合域内，与病毒的免疫逃避、持续感染有关。变异株感染导致持续免疫损伤及肝细胞再生，加上HBV基因组的整合，使肝细胞基因组稳定性下降，可能逐步进展为HCC。林旭等研究了22株来源于HCC患者的HBV基因组结构，发现pre-S1变异位点在第73位、第84位氨基酸，以往研究报道前S1/S2基因变异的结果也不尽一致[21]。

Hsieh等通过对能诱导性表达野生型、pre-S1及pre-S2变异型L蛋白的Huh-7株及小鼠ML1-4a肝癌细胞oggl基因(8-oxogunine glycosylase，一种碱基切除修复基因，与氧化性DNA损伤修复有关)表达水平的研究发现：能诱导性表达pre-S1及pre-S2变异型L蛋白的细胞株，其oggl基因mRNA水平比表达野生型L蛋白的细胞株增高，证实乙肝患者体内pre-S1区nt3040-3111删除变异伴起始密码子变异的HBsAg可诱导肝细胞氧化性应激及DNA损伤、肝细胞基因组变异，从而促进肝癌发生。研究说明了pre-S1位点的删除变异可能与肝癌发生有密切联系[22]。

Ono等研究表明，pre-S1可以增强人肝细胞癌(HCC)的Huh6细胞转化生长因子-α(TGF-α)基因转录达2倍，其应答区存在近端TGF-α启动子315 bp(-373～59)处。通过酵母MATCHMARKER双杂交系统筛选，pre-S1有与GAL4激活区相似的转录反式激活区，pre-S1融合到GAL4 DNA结合区而发挥反式激活作用[23]。Sehirmacher等研究证实，在HBV感染者体内的毛玻璃样肝细胞中，pre-S1与TGFα存在共表达的现象。这一现象在HBV肝癌发生、发展中起关键作用[24-25]。

4.1 HBV进入肝细胞后，病毒基因组及其编码的蛋白与肝细胞基因及蛋白之间的相互作用是决定HBV复制、表达、免疫逃逸、慢性感染、肝纤维化及致恶性转化

的关键因素 Neurath 等利用人工合成多肽方法,对pre-S1 及pre-S2 的决定簇进行分析,通过获得针对各合成多肽的单克隆抗体,分别以各单克隆抗体试图阻断HBsAg 与Hep G2 细胞的结合,结果发现仅针对pre-S1氨基酸残基序(12-32)、(32-53)、(21-47) 及pre-S2(100—145) 部分多肽的抗体具有阻断作用。还发现仅pre-S1(21-47) 部分有竞争抑制作用,因此认为HBV 对肝细胞受体的相应配体存在于pre-S1 (21-47) 多肽部分。还发现pre-S1区(21-47) 与IgA 的重链部分氨基酸序列有相似性，HBV很可能借助于IgA 在肝细胞上的受体与肝细胞结合,从而黏附并侵入肝细胞[26]。

4.2 PS1TP2基因研究进展 应用抑制性消减杂交(suppression subtractive

hybridization，SSH)技术，对于pre-S1反式激活作用的靶基因进行筛选，发现pre-S1可上调一未知功能基因的表达，命名为pre-S1反式激活基因2(PS1TP2)

[27-28]。PS1TP2是正常人体存在的基因，在病毒pre-S1的存在下其功能被进一步激活，在HBV致癌机理中可能发挥了重要作用。采用酵母杂交法观察与PS1TP2相互作用的粒细胞蛋白，发现PS1TP2存在于细胞质粒内，蛋白很不稳定，脂肪指数很高，经染色质链和酵母菌AH109转化，HepG2细胞能成功表达真核表达载体pEGFP-C1-PS1TP2，该基因与粒细胞蛋白密切相关[29]。

pre-S1蛋白为乙肝病毒的外膜蛋白，由病毒的前S基因区所编码，存在于完整的病毒颗粒表面，不但在病毒装配和传染性方面起关键作用，而且在病毒侵人肝细胞过程中也发挥着重要作用。我国是HBV的高发感染地区之一，慢性乙型肝炎的治疗任重而道远，pre-S1抗原在HBV与宿主细胞的相互作用、诊断及判断HBV感染的复制及预后、变异诱发HCC的发病等方面都发挥了举足轻重的作用。虽然已经证实乙型肝炎病毒感染是肝细胞癌的重要病因之一，但是HBV基因组变异是如何诱发HCC发病的具体机理方面仍然有许多问题没有弄清，是否应该把研究的重点放在变异的基因表达产物与机体相互作用方面？同时，pre-S1抗原对机体的免

疫应答方面也都还没有十分完善的理论。相信随着新技术、新方法在医学研究领域的应用，在pre-S1基因的基础和临床研究方面一定会取得更大的突破，为临床预防和治疗乙型病毒肝炎和HCC提供依据。

【相关文献】

[1]You J,Zhuang L,Tang BZ,et al.A randomized controlled clinical trial on the treatment of

Thymosinal versus interferon in patients with hepatitis B[J].World Gastro

enterol,2001,7(3):411-414.

[2]Yuki N,Hayashi N,katayama K,et tative analysis of pre-S1 and pre-S2 in relation

to HBeAg expression[J].Hepatology,1990,11(1)：38-43.

[3]姚敏，冯珍贵，王琼玲．乙肝病毒前S1抗原在乙型肝炎临床诊断中的作用[J].海南医学,2003,14(3):34-35.

[4]郭江，成军，纪冬，等．乙型肝炎病毒前-S1蛋白反式激活蛋白2基因的克隆化研究[J].中西医结合肝病学杂志,2004,14(4):212-215.

[5]Loirat D，Lemonnier FA，Michel ML．Multiepitopic HLA-A+0201-restricted immune

response against hepatitis B surface antigen after DNA-based immunization[J].J

Immunol,2000,165(8):4748-4755.

[6]许亚辉．前S1蛋白与乙肝病毒复制的关系[J].中国误诊学杂志，2004，4(6)：857-858.

[7]Ni Y,Sonnabend J,Urban S,et pre-S2 domain of the hepatitis B virus is

dispensable for infectivity but serves a spacer function for L-protein-connected virus

assembly[J]. J Virol, 2010,84(8):3879-3888.

[8]Salisse J，Sureau C.A function essential to viral entry underlies the hepatitis B virus “a”

determinant[J].J Virol,2009,83(18):9321-9328.

[9]姚敏，冯珍贵，王琼玲．乙肝病毒前S1抗原在乙型肝炎临床诊断中的作用[J].海南医学，2003,14(3)：34-35.

[10]陈万山，卢业成.前S1抗原与HBV-DNA的相关性及其临床意义[J].广东医学，2003，24(8)：863-864.

[11]Hong HJ，Ryu CJ，Hur H，et al．In vivo neutralization of hepatitis B virus infection by

an anti-preSl humanized antibody in chimpanzees[J]. Virol，2004,318(1):134-141.

[12]Yu M，Emerson SU，Cote P，et al．The GDPAL region of the pre—S1

envelopeprotein is important for morphogenesis of woodchuck hepatitis

virus[J].Hepatology，1998，27(5)：1408.

[13]Schulze A,Schieck A,Ni Y,et al. Fine mapping of pre-S sequence requirements for

hepatitis B virus large envelope protein-mediated receptor interaction[J]. J Virol,

2010,84(4):1989-2000.

[14]Takahashi K,Akahane Y,Hino K,et al．Hepatitis B virus genomic sequence in the

circulation of hepatocellular carcinoma patients：comparative analysis of 40 full-length

isolates[J].Arch Virol,1998,143(12)：2313-2326.

[15]Hsieh YH,Su IJ,Wang HC,et -S mutant surface antigens in chronic hepatitis B

virus infection induce oxidative stress and DNA damage[J].Carcinogenesis,2004,25(10)：2023-2032.

[16]Blackberg J，Kidd-Ljunggren ons within the hepatitis B virus genome among

chronic hepatitis B patients with hepatocellular carcinoma[J].J Med Virol,2003,71(1)：18-23.

[17]Engelke M，Mills K Seitz S，et al．Characterization of a hepatitis B and hepatitis delta

virus receptor binding site[J]．Hepatology,2006，43(4):750-760.

[18]Cheung WI,Chan HL,Leung VK, et al. Reactivation of hepatitis B virus infection with

persistently negative HBsAg on three HBsAg assays in a lymphoma patient undergoing

chemotherapy[J]. J Clin Virol, 2010,47(2):193-195.

[19]Barrera A, Guerra B, Notvall L, et al. Mapping of the hepatitis B virus pre-S1 domain

involved in receptor recognition[J].J Virol,2005,79(15):9786-9798.

[20]Chen Y,Michitaka K,Matsubara H,et al．Complete genome sequence of hepatitis B

virus(HBV)from a patient with fulminant hepatitis without precore and core promoter

mutations：comparison with HBV from a patient with acute hepatitis infected from the

same infectious source[J]．J Hepatol,2003,38(1):84-90.

[21]林旭，徐晓，郑大利,等．肝癌患者乙型肝炎病毒全基因组结构分析[J].中华肿瘤杂志,2004,26(4)：213-316.

[22]Hsieh YH，Su U，Wang HC,et al．Pre-S mutant surface antigens in chronic hepatitis B

virus infection induce oxidative stress and DNA

damage[J].Carcinogenesis,2004,25(10):2023-2032.

[23]Ono M，Morisawa K，Nie J,et al．Transactivation of transforming growth factor alpha

gene by hepatitis B virus pre-S1[J].Cancer Res,1998,58(9)：1813-1816.

[24]Wang XZ，Jiang XR，Chen XC，et protein which can interact with hepatitis B

virus X protein from human liver cDNA library by yeast two-hybrid system[J].World J

Gastroenterol,2002,8(1):95-98.

[25]Schirmacher P,Schauss D，Dienes ellular accumulation of incompletely

processed transforming growth factor-alpha polypeptides in ground glass hepatocytes of

chronic hepatitis B virus infection[J]. J Hepatol,1996,24(5):547-554.

[26]Neurath AR,Strick N,Sproul P,et ion of receptors for hepatitisβvirus on cell of

extrahepatic origin[J].Virol,1990, 176(2):448-457.

[27]纪冬，成军，王建军，等．应用抑制性消减杂交技术克隆乙型肝炎病毒前-S1蛋白反式激活的相关基因[J].胃肠病学和肝病学杂志,2004,13(1):3-8.

[28]Volker B．Envelopment of the hepatitis B virus nucleocapsid[J]. Virus

Res,2004,106(2):199-209.

[29]Wang DQ,Guo J,Cheng J, et al. Protein expression and function of gene 2

transregulated by hepatitis B virus pre-s1 protein and its cloning[J]. Zhonghua Gan Zang

Bing Za Zhi,2008,16(2): 88-92.

2024年2月27日发(作者：终娴雅)

乙肝病毒pre-S1基因的研究现状

甘云辉;徐亮;夏冬

【摘 要】乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒(Hepatitis B Virus,HBV)引起的以肝脏炎症和坏死病变为主的传染病,它是嗜肝脱氧核糖核酸病毒(Hepadnavirus)科中哺乳动物病毒属的一员,其外膜蛋白基因包括S蛋白、前S1蛋白(pre-S1)和前S2蛋白(pre-S2)3种成分[1].pre-S1基因的研究报道始于1983年,至今人们对pre-S1基因的结构、生物学特性以及在临床诊断中的作用已经有了很多认识,取得了许多成果[2-3].本文就近几年的研究现状综述如下.

【期刊名称】《现代临床医学》

【年(卷),期】2011(037)001

【总页数】3页(P8-10)

【作 者】甘云辉;徐亮;夏冬

【作者单位】泸州医学院附属医院,四川泸州,646000;泸州医学院附属医院,四川泸州,646000;泸州医学院附属医院,四川泸州,646000

【正文语种】中 文

【中图分类】R512.6+2

乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒(Hepatitis B Virus，HBV)引起的以肝脏炎症和坏死病变为主的传染病，它是嗜肝脱氧核糖核酸病毒(Hepadnavirus)科中哺乳动物病毒属的一员，其外膜蛋白基因包括S蛋白、前S1蛋白(pre-S1)和前S2蛋白(pre-S2)3种成分[1]。pre-S1基因的研究报道始于1983年，至今人们对pre-S1基因

的结构、生物学特性以及在临床诊断中的作用已经有了很多认识，取得了许多成果[2-3]。本文就近几年的研究现状综述如下。

1.1 HBV颗粒 完整的HBV颗粒直径为42 nm，又名戴恩(Dane)颗粒，分为包膜与核心两部分。包膜厚约7 nm，内含乙型肝炎表面抗原(HBsAg)、糖蛋白与细胞脂肪。包膜内为28 nm直径的核心或核壳体。HBsAg在肝细胞内合成，大量释出于血液中，数量远多于Dane颗粒，可超过100～1 000倍，在电镜下呈球形，直径22 nm；或管状(20～30)nm×(200～400)nm，没有感染性。

1.2 pre-S1 HBsAg的表面抗原包括pre-S1、pre-S2和S蛋白。pre-S1是由108或109个氨基酸组成(在不同亚型间有所差别)的肽段，以HBV DNA ayw亚型基因组的EcoRI限制性内切酶位点为+1，位于2 848～3 172 nt之间，N末端游离，大约一半分子指向病毒颗粒外部，另一半则指向颗粒内部。C末端与S2蛋白的N端连接，存在于Dane颗粒上，与中蛋白共同构成大蛋白。pre-S1至少有一部分裸露于HBV三种颗粒的外表面，从而隐藏了pre-S2区和S区。

1.3 PS1TP2基因 pre-S1蛋白反式激活基因2(PS1TP2)其开放读码框长573 bp，编码191个氨基酸残基(GenBank号：AY426673)[4]。生物信息学发现该基因定位于人染色体6q24.1上，分子式为C974H1510N272O268S12，共有3 036个原子，分子量为21 703，含有4个N-糖基化位点，2个cAMP和cGMP依赖的蛋白激酶磷酸化位点，4个蛋白激酶C磷酸化位点，2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点，2个N-肉豆蔻酰位点，1个氨基化位点,可能具有信号肽及3个跨膜结构域。

2.1 pre-S1蛋白含量与HBV的DNA复制存在正相关关系，pre-S1蛋白含有HBV和肝细胞膜结合的位点，识别结合位点位于第21—47位氨基酸，该区域是重要的免疫介导部位，肝细胞、B细胞和T细胞均可表达针对这一肽段的受体，这个肽段相当保守，变异的病毒只要这一区段完好就有传染性。在病毒颗粒装配中主蛋白起主要作用，pre-S1的C末端也参与装配，如其末端残基缺失，仅能形成病

毒颗粒。目前认为针对该片段的pre-S1抗体是除表面抗体以外的又一中和抗体[5]。

2.2 人HBV包膜蛋白包括3种膜蛋白成分(L、M、S)，它们在HBV感染力和核衣壳组装中发挥着不同的功能。侵袭力决定基插入到L蛋白pre-S1区域的N-端和(或)S蛋白的抗原环之间。使pre-S1的表达在病毒活跃复制时期，较高血清水平的大蛋白伴随病毒血症，pre-S1主要作为病毒结构分泌，很少自行形成亚病毒颗粒。因此在病毒非复制时期，大蛋白的血清水平很低[6]。Sonnabend等在体外实验中发现，M蛋白不是HBV感染的必需成分，没有M蛋白但含有随机pre-S1/S2序列组装的病毒能感染HepaRG细胞和人初级肝细胞[7]。说明L蛋白的pre-S1/S2区域在病毒组装中起着重要作用。

2.3 乙肝病毒pre-S1可以反映HBV病毒的感染与复制情况，是乙肝两对半HBV-DNA检测的有效补充,是乙型肝炎早期诊断、疗效评估的可靠指标，近年来已被普遍应用于乙型肝炎的实验室与疗效观察[8]。姚敏等发现，各型肝炎中，pre-S1阳性检出以慢性活动性肝炎最高(4l/48)，其次为乙肝后肝硬变(28/39)，无症状携带者较低(1/43)，而对照组未检出阳性，且与HBV DNA阳性呈高度相关[9]。陈万山等报道，HBV DNA与pre-S1存在密切相关性，两者检测出的结果差异无显著性[10]。Hong等报道pre-S1多肽在接种后都能使黑猩猩对HBV的攻击获得良好的免疫保护[11]。

3.1 慢性HBsAg携带者体内pre-S1具有高度的异质性

pre-S1使体内原先能识别抗原位点的中和抗体和细胞毒 T细胞不能再识别不断变异的抗原位点，导致已建立起来的免疫无效或免疫低下，呈“相似株”现象。S区基因的“a”为其共同决定族(adr，adw，ayr，ayw)，这些决定族位于第587—652位碱基，其表达产物位于第124—147位氨基酸序列中，如果“a”决定族发生变异则引起pre-S1A表达缺陷[12]。Schulze等通过合成了一系列的HBV pre-S1多肽，包括缺失、点突变、氨基酸右旋变构、或置换得基因型序列，发现HBV

pre-S1介导受体干扰作用，而且受体识别形成是一个高度特异性的过程[13]。灵长类而不是啮齿动物或鸟类肝DNA病毒属种存在N-端氨基酸和高度保守序列。缺失、点突变、氨基酸右旋变构引入到pre-S1区域的高度保守序列其活性几乎完全丧失，提示了不同的种属有不同的感染入侵途径。

应用半巢式聚合酶链反应，从1例慢性HBsAg携带者血清中扩增出pre-S1,将其克隆于噬菌体M13mp19中进行序列分析，结果发现：与同源性最好的HBV adr野生株相比，所测的10个克隆均有替代和插入突变，9个克隆有缺失突变，10个克隆的核苷酸变异率为5.0%～17.0%，氨基酸的变异率为14.0%～66.0%，10个克隆中没有核苷酸序列一致的克隆。其他学者对HCC患者体内乙肝病毒S基因分析又发现pre-S1区、pre-S2区存在频繁的删除变异及错义突变[14-16]。

3.2 pre-S1变异是重型肝炎体内宿主长期生存的原因之一

pre-S1暴露于病毒表面，是与细胞接触的前哨。研究证实，前S1/S2基因为HBV变异最大的区段，最容易出现缺失突变，使大蛋白、中蛋白、小蛋白比例失调，使大蛋白合成增多，在肝细胞内过度产生并积聚，从而导致严重的肝脏损害，可能是引起重型肝炎发生的机理之一[17]。Cheung等报道1例隐蔽性HBV感染患者在接受弥散性大B淋巴细胞瘤化疗后，HBV感染加重，HBV DNA复制比肝转氨酶升高早20周[18]。Barrera等报道pre-S1有效地抑制HDV(Hepatitis D

Virus)感染的能力表明，它具有乙肝病毒受体识别的配体， pre-S1的类似物可能是治疗乙肝病毒感染的合理方法[19]。

pre-S1起始密码下游第230位核苷酸可因突变形成终止密码，并影响pre-S2起始密码。Chen等发现1名未出现前C/C区突变的重型肝炎肝衰竭患者，与同一感染源的急性肝炎患者相比，存在nt493(S区)、998(P区)、1 173(P区)、2

928(pre-S1区)、3 067(pre-S1区)和3 078(pre-S1区)等6个碱基突变，推测可能与重型肝炎肝衰竭发生相关[20]。

3.3 pre-S1变异与肝癌的关系

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是世界范围内常见的恶性肿瘤之一，在肝癌患者中，前S1区变异位点在第84位及第94位密码子，变异位点多数在病毒包膜蛋白的抗体结合域内，与病毒的免疫逃避、持续感染有关。变异株感染导致持续免疫损伤及肝细胞再生，加上HBV基因组的整合，使肝细胞基因组稳定性下降，可能逐步进展为HCC。林旭等研究了22株来源于HCC患者的HBV基因组结构，发现pre-S1变异位点在第73位、第84位氨基酸，以往研究报道前S1/S2基因变异的结果也不尽一致[21]。

Hsieh等通过对能诱导性表达野生型、pre-S1及pre-S2变异型L蛋白的Huh-7株及小鼠ML1-4a肝癌细胞oggl基因(8-oxogunine glycosylase，一种碱基切除修复基因，与氧化性DNA损伤修复有关)表达水平的研究发现：能诱导性表达pre-S1及pre-S2变异型L蛋白的细胞株，其oggl基因mRNA水平比表达野生型L蛋白的细胞株增高，证实乙肝患者体内pre-S1区nt3040-3111删除变异伴起始密码子变异的HBsAg可诱导肝细胞氧化性应激及DNA损伤、肝细胞基因组变异，从而促进肝癌发生。研究说明了pre-S1位点的删除变异可能与肝癌发生有密切联系[22]。

Ono等研究表明，pre-S1可以增强人肝细胞癌(HCC)的Huh6细胞转化生长因子-α(TGF-α)基因转录达2倍，其应答区存在近端TGF-α启动子315 bp(-373～59)处。通过酵母MATCHMARKER双杂交系统筛选，pre-S1有与GAL4激活区相似的转录反式激活区，pre-S1融合到GAL4 DNA结合区而发挥反式激活作用[23]。Sehirmacher等研究证实，在HBV感染者体内的毛玻璃样肝细胞中，pre-S1与TGFα存在共表达的现象。这一现象在HBV肝癌发生、发展中起关键作用[24-25]。

4.1 HBV进入肝细胞后，病毒基因组及其编码的蛋白与肝细胞基因及蛋白之间的相互作用是决定HBV复制、表达、免疫逃逸、慢性感染、肝纤维化及致恶性转化

的关键因素 Neurath 等利用人工合成多肽方法,对pre-S1 及pre-S2 的决定簇进行分析,通过获得针对各合成多肽的单克隆抗体,分别以各单克隆抗体试图阻断HBsAg 与Hep G2 细胞的结合,结果发现仅针对pre-S1氨基酸残基序(12-32)、(32-53)、(21-47) 及pre-S2(100—145) 部分多肽的抗体具有阻断作用。还发现仅pre-S1(21-47) 部分有竞争抑制作用,因此认为HBV 对肝细胞受体的相应配体存在于pre-S1 (21-47) 多肽部分。还发现pre-S1区(21-47) 与IgA 的重链部分氨基酸序列有相似性，HBV很可能借助于IgA 在肝细胞上的受体与肝细胞结合,从而黏附并侵入肝细胞[26]。

4.2 PS1TP2基因研究进展 应用抑制性消减杂交(suppression subtractive

hybridization，SSH)技术，对于pre-S1反式激活作用的靶基因进行筛选，发现pre-S1可上调一未知功能基因的表达，命名为pre-S1反式激活基因2(PS1TP2)

[27-28]。PS1TP2是正常人体存在的基因，在病毒pre-S1的存在下其功能被进一步激活，在HBV致癌机理中可能发挥了重要作用。采用酵母杂交法观察与PS1TP2相互作用的粒细胞蛋白，发现PS1TP2存在于细胞质粒内，蛋白很不稳定，脂肪指数很高，经染色质链和酵母菌AH109转化，HepG2细胞能成功表达真核表达载体pEGFP-C1-PS1TP2，该基因与粒细胞蛋白密切相关[29]。

pre-S1蛋白为乙肝病毒的外膜蛋白，由病毒的前S基因区所编码，存在于完整的病毒颗粒表面，不但在病毒装配和传染性方面起关键作用，而且在病毒侵人肝细胞过程中也发挥着重要作用。我国是HBV的高发感染地区之一，慢性乙型肝炎的治疗任重而道远，pre-S1抗原在HBV与宿主细胞的相互作用、诊断及判断HBV感染的复制及预后、变异诱发HCC的发病等方面都发挥了举足轻重的作用。虽然已经证实乙型肝炎病毒感染是肝细胞癌的重要病因之一，但是HBV基因组变异是如何诱发HCC发病的具体机理方面仍然有许多问题没有弄清，是否应该把研究的重点放在变异的基因表达产物与机体相互作用方面？同时，pre-S1抗原对机体的免

疫应答方面也都还没有十分完善的理论。相信随着新技术、新方法在医学研究领域的应用，在pre-S1基因的基础和临床研究方面一定会取得更大的突破，为临床预防和治疗乙型病毒肝炎和HCC提供依据。

【相关文献】

[1]You J,Zhuang L,Tang BZ,et al.A randomized controlled clinical trial on the treatment of

Thymosinal versus interferon in patients with hepatitis B[J].World Gastro

enterol,2001,7(3):411-414.

[2]Yuki N,Hayashi N,katayama K,et tative analysis of pre-S1 and pre-S2 in relation

to HBeAg expression[J].Hepatology,1990,11(1)：38-43.

[3]姚敏，冯珍贵，王琼玲．乙肝病毒前S1抗原在乙型肝炎临床诊断中的作用[J].海南医学,2003,14(3):34-35.

[4]郭江，成军，纪冬，等．乙型肝炎病毒前-S1蛋白反式激活蛋白2基因的克隆化研究[J].中西医结合肝病学杂志,2004,14(4):212-215.

[5]Loirat D，Lemonnier FA，Michel ML．Multiepitopic HLA-A+0201-restricted immune

response against hepatitis B surface antigen after DNA-based immunization[J].J

Immunol,2000,165(8):4748-4755.

[6]许亚辉．前S1蛋白与乙肝病毒复制的关系[J].中国误诊学杂志，2004，4(6)：857-858.

[7]Ni Y,Sonnabend J,Urban S,et pre-S2 domain of the hepatitis B virus is

dispensable for infectivity but serves a spacer function for L-protein-connected virus

assembly[J]. J Virol, 2010,84(8):3879-3888.

[8]Salisse J，Sureau C.A function essential to viral entry underlies the hepatitis B virus “a”

determinant[J].J Virol,2009,83(18):9321-9328.

[9]姚敏，冯珍贵，王琼玲．乙肝病毒前S1抗原在乙型肝炎临床诊断中的作用[J].海南医学，2003,14(3)：34-35.

[10]陈万山，卢业成.前S1抗原与HBV-DNA的相关性及其临床意义[J].广东医学，2003，24(8)：863-864.

[11]Hong HJ，Ryu CJ，Hur H，et al．In vivo neutralization of hepatitis B virus infection by

an anti-preSl humanized antibody in chimpanzees[J]. Virol，2004,318(1):134-141.

[12]Yu M，Emerson SU，Cote P，et al．The GDPAL region of the pre—S1

envelopeprotein is important for morphogenesis of woodchuck hepatitis

virus[J].Hepatology，1998，27(5)：1408.

[13]Schulze A,Schieck A,Ni Y,et al. Fine mapping of pre-S sequence requirements for

hepatitis B virus large envelope protein-mediated receptor interaction[J]. J Virol,

2010,84(4):1989-2000.

[14]Takahashi K,Akahane Y,Hino K,et al．Hepatitis B virus genomic sequence in the

circulation of hepatocellular carcinoma patients：comparative analysis of 40 full-length

isolates[J].Arch Virol,1998,143(12)：2313-2326.

[15]Hsieh YH,Su IJ,Wang HC,et -S mutant surface antigens in chronic hepatitis B

virus infection induce oxidative stress and DNA damage[J].Carcinogenesis,2004,25(10)：2023-2032.

[16]Blackberg J，Kidd-Ljunggren ons within the hepatitis B virus genome among

chronic hepatitis B patients with hepatocellular carcinoma[J].J Med Virol,2003,71(1)：18-23.

[17]Engelke M，Mills K Seitz S，et al．Characterization of a hepatitis B and hepatitis delta

virus receptor binding site[J]．Hepatology,2006，43(4):750-760.

[18]Cheung WI,Chan HL,Leung VK, et al. Reactivation of hepatitis B virus infection with

persistently negative HBsAg on three HBsAg assays in a lymphoma patient undergoing

chemotherapy[J]. J Clin Virol, 2010,47(2):193-195.

[19]Barrera A, Guerra B, Notvall L, et al. Mapping of the hepatitis B virus pre-S1 domain

involved in receptor recognition[J].J Virol,2005,79(15):9786-9798.

[20]Chen Y,Michitaka K,Matsubara H,et al．Complete genome sequence of hepatitis B

virus(HBV)from a patient with fulminant hepatitis without precore and core promoter

mutations：comparison with HBV from a patient with acute hepatitis infected from the

same infectious source[J]．J Hepatol,2003,38(1):84-90.

[21]林旭，徐晓，郑大利,等．肝癌患者乙型肝炎病毒全基因组结构分析[J].中华肿瘤杂志,2004,26(4)：213-316.

[22]Hsieh YH，Su U，Wang HC,et al．Pre-S mutant surface antigens in chronic hepatitis B

virus infection induce oxidative stress and DNA

damage[J].Carcinogenesis,2004,25(10):2023-2032.

[23]Ono M，Morisawa K，Nie J,et al．Transactivation of transforming growth factor alpha

gene by hepatitis B virus pre-S1[J].Cancer Res,1998,58(9)：1813-1816.

[24]Wang XZ，Jiang XR，Chen XC，et protein which can interact with hepatitis B

virus X protein from human liver cDNA library by yeast two-hybrid system[J].World J

Gastroenterol,2002,8(1):95-98.

[25]Schirmacher P,Schauss D，Dienes ellular accumulation of incompletely

processed transforming growth factor-alpha polypeptides in ground glass hepatocytes of

chronic hepatitis B virus infection[J]. J Hepatol,1996,24(5):547-554.

[26]Neurath AR,Strick N,Sproul P,et ion of receptors for hepatitisβvirus on cell of

extrahepatic origin[J].Virol,1990, 176(2):448-457.

[27]纪冬，成军，王建军，等．应用抑制性消减杂交技术克隆乙型肝炎病毒前-S1蛋白反式激活的相关基因[J].胃肠病学和肝病学杂志,2004,13(1):3-8.

[28]Volker B．Envelopment of the hepatitis B virus nucleocapsid[J]. Virus

Res,2004,106(2):199-209.

[29]Wang DQ,Guo J,Cheng J, et al. Protein expression and function of gene 2

transregulated by hepatitis B virus pre-s1 protein and its cloning[J]. Zhonghua Gan Zang

Bing Za Zhi,2008,16(2): 88-92.