本科生系列学术沙龙——乙型肝炎病毒感染研究

发布时间:2017-07-14         浏览次数:10

公共卫生学院2016-2017学年第三学期

本科生系列学术沙龙-7

 ——乙型肝炎病毒感染研究


711日,公共卫生学院第六次本科生学术沙龙由国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心袁权老师主讲,与同学们进行“乙型肝炎病毒感染探讨”。沙龙由刘衡川教授主持,预防医学系何承勇老师以及2013级预防医学系20名本科生共同参加。

袁权老师首先饶有趣味地提起了人类起源。其中最著名的是达尔文的“物竞天择,适者生存”自然选择学说,至今仍是现代生物进化的基石,具有重要的价值。然而当代日本科学家木村资生提出了一套几乎与达尔文进化论相悖的理论——“中性进化”理论,他认为不同人种间的表观变化虽然很大,但真正发生变化的核苷酸序列却不多,进化过程中核苷酸序列的突变,很可能是对于生物体既无益处、也无害处的“中性效应”,且按照一定的频率随机地进化,随机的突变只是恰好遇见了当前的环境,而非“自然环境的选择”。虽然达尔文认为进化是基因与环境共同作用的一种结局表现,但当前研究基因序列的变异(进化)受环境影响小的证据则支持了木村资生的设想。

图一 袁权老师介绍科学的进化理论


基于这样的理论,科学家们可以通过研究远古化石基因序列,比对当今物种基因序列,以真核细胞一定的进化速率作为参数,采用“系统进化树”的方法,估算物种进化程度,进而呈现不同物种的亲疏关系。

通过这种方法,科学家们找到了现代人类最初共同的“故乡”——东非。同时,科学家们还从班胸草雀身上证实噬肝DNA病毒科最早出现在1900万年前,而人类HBV最早可能起源于33600年前(95% HPD:22000-47000年)。接着,袁老师为我们展示了HBV各种基因型在全球范围内的分布情况。同学们不禁提出疑问:各种类型HBV中损害性较大的C基因型只出现在中国和大洋洲,为什么连人类发源地东非都不存在?根据人类起源地为东非的实证,这种情况不可能出现。果然,经过科学家进一步研究,在东非的长臂猿、猩猩等种群所携带的非人灵长类HBV基因组中发现C基因型HBV的序列片段。科学家推测C型可能为最古老的一种HBV,通过不断重组杂交随着人类进化、产生出各种HBV分布世界。

图二 袁老师以人类起源引出HBV进化史


根据物种进化规律,袁老师提出了自己的见解。如今HBVHIV等通过血液、母婴传播等途径传递给后代,患病人群逐年累积,对全人类造成极大威胁,但如果病毒在猩猩等物种通过杂交、产生各种亚型病毒等进化后,病毒侵害性逐渐下降。实际上,所有病毒进化过程都是一个“趋于无害”的过程,也许人们挺过对HBV的“挣扎期”,人HBV也会同班胸草雀HBV一样,达到“和平共处,共栖共生”。而对人体具有极大杀伤力的埃博拉病毒、SARS病毒等,人体受其侵袭后往往在短时间内死亡,病毒很快失去宿主和大面积扩散的载体,携带病毒的宿主根本没有繁衍的机会而将病毒传代,因而这些病毒“来去如阵风”,虽破坏力大,但实际上可能不会对全体人类造成太大的威胁

袁老师接着介绍了HBV动物实验模型,包括猩猩、绒毛猴、土拨鼠、小鼠等。其中,最佳动物模型非猩猩莫属,但其试验成本极高,且自2010年前后已禁止相关试验开展。土拨鼠虽不能感染人HBV,但其感染土拨鼠HBV后发生肝炎、肝纤维化、肝细胞癌等疾病与人慢性乙肝感染的结局相似,因此仍具研究价值。除此之外,小鼠是常用的模型。由于啮齿类无法感染人类HBV,为了使小鼠感染人HBV,需要采用人肝细胞“移植”和基因编辑技术。其中,一种“移植”技术灵感来源于遗传性I型酪氨酸血症。

图三 袁老师介绍人源化小鼠模型


遗传性I型酪氨酸血症是一种由于延胡索酸脱氢酶(FAH)基因缺失造成酪氨酸代谢障碍,从而对肝脏造成坏死性损害的病症。目前临床上通过使用NTBC阻断酪氨酸代谢来缓解病症。改造小鼠则借鉴这一方法,通过基因敲除技术将小鼠Fah基因敲除,利用NTBC保护小鼠。而在尾静脉高压注射人肝细胞前撤除NTBC使小鼠自身肝脏坏死,因选择压力人肝细胞在鼠肝生长扩增并替代鼠肝。回过头来,袁权老师还诱发大家思考:免疫排斥怎么办?其实科学家们在开始人肝移植前就已经将Fah敲除小鼠同Rag2IL2R双敲除小鼠杂交,产生的三基因敲除小鼠用于人肝细胞移植,避免发生“免疫排斥”,成功在小鼠体内建立人肝模型,即可进行HBV感染实验。

图四 袁老师介绍目前抗HBV临床药物


尔后,袁老师带我们重温HBV感染细胞机制、特点。我们知道,HBV DNA侵袭细胞核,转录翻译后组装成的管形(袁老师称之为“毛毛虫”形)、大球形、小球形三种颗粒中,实际具有感染性的只有大球形颗粒,但“聪明”的HBV还合成管形颗粒和小球形颗粒以达到增大病毒载量“混淆视听”诱骗人体耐受免疫。真正使乙型肝炎难以“斩草除根”,“春风吹又生”的,是可谓HBV“灵魂”的HBV pgRNA逆转录产物——cccDNA,独特的超螺旋结构使其难以降解,成为随时启动开关、随时引爆的“定时炸弹”。同时,HBV“随机”整合入人基因组DNA中,使科学家难以系统地“捕捉”HBV的身影。就是HBV这近乎顽固的“赖皮”特性,使全球2.48亿乙肝患者深受其苦,更使千千万万科学家起伏后继,为预防和治疗乙肝患者投身其中。中国自1992年推广乙肝疫苗纳入计划免疫后,乙肝肆虐状况得到极大程度的控制,不仅归功于政府政策推广,更要归功于乙肝研究工作者们艰苦卓绝的科学研究,实现计划免疫。

最后,袁老师针对乙肝防治中的常见问题做出了解答。全球2.48亿乙肝慢性感染者结局有所不同,与其相关的重要因素为“年龄”因素,研究显示5岁以下儿童感染乙肝病毒,在成年后90%将发生慢性化;而成年人感染几乎不会发生慢性化,免疫状态健全的成年人既然感染HBV,基本都呈现为自限性的或无临床表现,在3-6个月内HBsAg即完全清除,并产生保护性抗体HBsAb袁老师用数据事实解除了同学们对“成年人偶然性感染可能”的担忧。

图五 同学们就乙肝预防、治疗、伦理话题激烈讨论


在我国,乙肝慢性感染患者已经达到7000余万人,所及人群之众,使防治乙肝工作俨然成为一项庄严的使命。在袁权老师身上,我们感受到了他对乙肝研究工作的热爱,将防治乙肝之重任挑在肩上的使命感,他的霸气、博学、从容和神采奕奕,都给我们留下深刻的印象,成为我们不断前进的楷模,此任重而道远,吾将上下而求索。



(公共卫生学院预防医学2013级本科生杨颖)