Genomische Charakteristika von 12 HBV-I-Stämmen aus der nationalen HBV-Serumuntersuchung 2020 in China
Das Hepatitis-B-Virus (HBV) bleibt eine bedeutende globale Herausforderung für die öffentliche Gesundheit, wobei China eine erhebliche Last chronischer HBV-Infektionen trägt. HBV weist aufgrund der fehlenden Proofreading-Aktivität seiner Polymerase eine hohe genetische Diversität auf. Es wird in zehn Genotypen (A–J) unterteilt, wobei bisher über 40 Subgenotypen identifiziert wurden. Unter diesen hat sich der rekombinante HBV-Genotyp I (HBV-I) während der Evolutionsgeschichte von HBV herausgebildet. HBV-I ist ein komplexer Rekombinant aus Segmenten der Genotypen A, G, C und einem unbekannten Genotyp (U). Er kommt hauptsächlich in Asien vor, einschließlich Vietnam, Laos, China, Thailand und Indien. In China macht HBV-I einen geringen Anteil der HBV-Träger aus, stellt jedoch aufgrund seiner Rekombinationsphänomene eine Herausforderung für aktuelle Impf- und Antiviraltherapiestrategien dar.
In dieser Studie analysierten wir umfassend die genomischen Eigenschaften von 12 HBV-I-Stämmen, die in der nationalen HBV-Serumuntersuchung 2020 in China identifiziert wurden. Die Methoden umfassten phylogenetische Analysen, Nucleotid-Homologiebewertungen, Aminosäuresubstitutionen in der PreS/S-Region, Rekombinationsdetektion und evolutionäre Analysen. Die 12 Stämme wurden dem Subgenotyp I1 zugeordnet und zeigten größtenteils den Serotyp adw2, mit einer Ausnahme (ayw1). Homologieanalysen ergaben eine vorläufige Einteilung in zwei Cluster. Eine erhöhte Substitutionsrate wurde in der antigenen Schleife des Hepatitis-B-Oberflächenantigens (HBsAg) beobachtet, einschließlich potenzieller Immunevasionsmutationen. Molekulare Uhrenanalysen ergaben eine durchschnittliche Evolutionsrate von HBV-I zwischen 1,17 × 10⁻⁴ und 1,61 × 10⁻⁴ Substitutionen/Stelle/Jahr, mit einem jüngsten gemeinsamen Vorfahren zwischen 1740 und 1774.
Einleitung
HBV-Infektionen bleiben weltweit von großer Bedeutung, insbesondere in China. HBV zeigt eine hohe genetische Vielfalt und wird in zehn Genotypen unterteilt. HBV-I, ein komplexer Rekombinant aus Genotypen A, G, C und U, ist in Südostasien verbreitet. Rekombinationen und Mutationen in der PreS/S-Region können die Antigenizität von HBsAg beeinträchtigen, was die Kontrolle der Infektion erschwert. Diese Studie zielt darauf ab, die genomischen Merkmale von HBV-I in China zu beleuchten, um Präventions- und Behandlungsstrategien zu optimieren.
Material und Methoden
Im Rahmen der nationalen Serumuntersuchung 2020 wurden 91.971 Personen aus 31 Provinzen untersucht. Von 12 HBV-I-Trägern (66,7 % männlich, medianes Alter 50,5 Jahre) wurden Vollgenomsequenzen mittels nested PCR amplifiziert und mittels Sanger-Sequenzierung analysiert. Phylogenetische Analysen erfolgten unter Verwendung von MEGA XI und Clustal W. Rekombinationsereignisse wurden mit SimPlot und RDP-Software untersucht. Die molekulare Uhr wurde mittels BEAST unter Berücksichtigung des HKY+G+I-Modells berechnet.
Ergebnisse
Alle 12 Stämme gehörten zum Subgenotyp I1, mit einem Serotyp adw2 (außer HBV-2777: ayw1). Phylogenetische Bäume zeigten Clusterbildung mit Referenzstämmen aus China und Vietnam. Homologieanalysen der S-Gen-Sequenzen ergaben vier Cluster. In der PreS/S-Region wurden 61 Nucleotid- und 35 Aminosäuresubstitutionen identifiziert, darunter P65S (33,3 %) und T143S (83,3 %). Im „α“-Determinanten (AA124–147) fanden sich Immunevasionsmutationen wie T131N und Y134F/K. Rekombinationsanalysen bestätigten die Zusammensetzung aus Genotyp A, G und C. Die molekulare Uhr datierte den jüngsten gemeinsamen Vorfahren auf 1740–1774.
Diskussion
HBV-I ist in China selten, dominiert jedoch in Guangxi. Die Serotypabweichung bei HBV-2777 könnte auf die Rekombinationsstelle zwischen Genotyp A und G zurückzuführen sein. Die hohe Substitutionsrate in der HBsAg-Schleife unterstreicht die Notwendigkeit kontinuierlicher Überwachung. Die geschätzte Evolutionsrate von HBV-I liegt unterhalb der anderer Genotypen, möglicherweise bedingt durch die begrenzte Zirkulation in immunokompetenten Populationen. Die lange Evolutionsgeschichte von HBV-I deutet auf eine frühe Entstehung hin, wobei Rekombinationsereignisse die Anpassung an menschliche Wirte begünstigten.
Schlussfolgerungen
Die Studie unterstreicht die Bedeutung genomischer Surveillance für HBV-I, insbesondere in endemischen Regionen. Die identifizierten Immunevasionsmutationen erfordern weitere Untersuchungen zur Impfstoffwirksamkeit. Die niedrige Prävalenz von HBV-I bietet Chancen für gezielte Eliminationsstrategien.
Interessenkonflikt
Die Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.
Danksagung
Diese Arbeit wurde vom Nationalen Gesundheitskomitee Chinas (Projekt-Nr. 2020HBV003) unterstützt.
Referenzen
doi.org/10.1016/j.bsheal.2025.01.007