Современные представления о роли гена Х вируса гепатита В (Hepadnaviridae: Orthohepadnavirus: Hepatitis B virus) в патогенезе инфекции, вызванной вирусом гепатита B

Полный текст

Введение

Вирусный гепатит В (ГВ) до настоящего времени остаётся глобальной проблемой мирового здравоохранения, что обусловлено значительным ущербом здоровью населения многих стран мира и большим количеством летальных исходов непосредственно от этого заболевания, а также от связанных с ним цирроза печени (ЦП) и гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК). Последняя является одним из наиболее тяжёлых осложнений ГВ [1]. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от ГВ ежегодно умирают 820 тыс. человек, из них более 650 тыс. от ЦП или ГЦК и около 130 тыс. – от острого ГВ [1][3]. Сейчас 296 млн жителей планеты живут с хронической ВГВ-инфекцией и ежегодно инфицируются ещё 1,5 млн человек. По показателю летальности среди онкологических заболеваний в мире ГЦК занимает 3 место [2]. На сегодняшний день после первичного выявления ГЦК средняя продолжительность жизни не превышает 11 мес., а 5-летняя выживаемость составляет лишь 6,9% [3].

Развитие рака печени при хроническом гепатите B (XГB) с учётом крайне неблагоприятного прогноза и значительного распространения обоих заболеваний во многих странах предопределило большое внимание учёных к этой проблеме. Как показали результаты многих выполненных к настоящему моменту исследований, феномен канцерогенеза при ВГВ-инфекции обусловлен свойствами и взаимодействиями белков, кодируемых генами вируса, главным образом – взаимодействием белка Х с генами-мишенями и белками клетки организма хозяина. Определение роли гена Х и кодируемого им одноимённого белка в патологическом процессе, инициированном ВГВ, – одно из ведущих исследовательских направлений, реализуемых в различных странах [9–17]. Известные на сегодняшний день аминокислотные замены в Х-белке детерминируют появление новых воздействий вируса на гепатоциты, не свойственных его дикому варианту, таких как инициация канцерогенеза, геномная нестабильность, формирование раковых стволовых клеток, активация репликации вируса иммунодефицита человека (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Lentivirus: Human immunodeficiency virus) (ВИЧ), ускоренное развитие канцерогенеза при микст-инфекции ХГВ и хронического вирусного гепатита С (ХГС), а также суперинфекция вирусом гепатита D (дельта) (ВГD) [9][10][13][16–18].

Цель данного обзора – представление актуальной информации и обобщение результатов исследований по определению роли гена Х ВГВ и кодируемого им белка в патогенезе ГB.

Эволюция вируса гепатита B

Фундаментальные исследования, посвящённые происхождению ВГВ, привели к весьма интересным результатам, которые объясняют многие свойства вируса. Его археологический возраст определён в результате выделения этого патогена из 400-летних мумий, найденных на территории Кореи и Италии [4]. Геном ВГВ также секвенирован из останков скелетов возрастом 7 тыс. лет в Евразии [4]. В ходе проведённого скрининга вирусы семейства Hepadnaviridae идентифицированы у ряда различных представителей животного мира, включая обезьян-капуцинов (Cebus) Южной Америки, рыбу-синюгу (синца) (Ballerus ballerus) Северной Америки, саргана (Ablennes hians) Восточного моря, австралийского окуня (латеса) (Lates calcarifer), тибетской лягушки (Nanorana parkeri), африканской цихлиды (Cichlidae), а также 2 видов ящериц (Lacertilia) [4].

Идентификация интегрированных в зародышевую линию гепаднавирусов у некоторых птиц (Aves) и рептилий (Reptilia), проведённая A. Suh и соавт., указывает на очень древнее происхождение этого семейства, прототип которого сформировался более 200 млн лет назад, что соответствует триасовому периоду мезозойской эры [21][22]. Интеграция ДНК вируса в геном зародышевой линии птиц, вставка эндогенного вирусного элемента (eВГВ), свидетельствующая о преодолении межвидового барьера с переходом на птиц, произошла от 77 до 90 млн лет назад (меловой период мезозоя). Выстроенная P. Revill и соавт. [4] эволюционная модель предполагает, что структурными предшественниками будущего гепаднавируса предположительно стали ретроэлементы геномов насекомых (Insecta), послужившие первоосновой гена полимеразы ВГВ [5]. В ходе дальнейшего эволюционного процесса этот вирус приобрёл ген core что подтверждено в исследовании C. Lauber и соавт. [38]. По мнению авторов работы, основанной на филогенетическом анализе и предположительной дате разделения гепаднавируса рыб (Pisces) (общий предок) на гепаднавирус лучепёрых (Actinopterygii) и лопастепёрых (Sarcopterygii) рыб, эволюция гепаднавируса началась свыше 437 млн лет назад, что соответствует ордовикскому периоду палеозойской эры. Ген S, также ответственный за гепатотропность вируса, сформировался в ходе его эволюционного развития в организме птиц [23][24]. Согласно данным A. Suh и соавт. [21][22] и F.J. van Hemert и соавт. [12], при очередном преодолении межвидового барьера (переходе от птиц к млекопитающим (Mammalia)), осуществлённом 25–10 тыс. лет назад, гепаднавирус приобрёл новый ген X, кодирующий соответствующий белок.

Следует отметить, что своим регуляторным функциям данный ген, вероятно, во многом обязан своему происхождению. Существует 2 теории формирования гена X. Одна из теорий описана в работе F.J. van Hemert и соавт. [12] выявили сходство белка Х с ферментом клетки человека тимин-ДНК-гликозилазой (thymine-DNA glycosylase, TDG) – одним из ключевых участников эксцизионной репарации нуклеотидов. Авторы предположили, что ген X сформировался посредством того, что в ходе эволюции гепаднавирус «захватил» соответствующую последовательность из генома организма хозяина примерно 10 тыс. лет назад. Согласно точке зрения исследователей, ингибирование белком X инициированной TDG эксцизионной репарации нуклеотидов клеточной ДНК может быть связано с происхождением этой белковой структуры от указанного клеточного фермента. Другая теория формирования гена Х предложена A. Suh и соавт. [21][22]. В соответствии с их предположениями образование X-подобной открытой рамки считывания (open reading frame, ORF) могло произойти в процессе эволюции путём сегментарного дублирования прекорового/корового (precore/core) гена ORF и последующего перекрытия части генома. Эта гипотеза базируется на том, что в геноме вирусов рода Avihepadnaviridae перекрываются ORF генов полимеразы и precore/сore.

Столь продолжительная эволюция ВГВ предопределила его широкое представительство в животном мире. Принципиальным отличием Orthohepadnaviridae от Avihepadnaviridae является отсутствие у последних полноценного Х-гена, и тот факт, что возникновение ГЦК в естественных условиях зафиксировано исключительно у млекопитающих, связывают с наличием гена X и активностью кодируемого им белка [16]. Вместе с тем S.F. Chang и соавт. [16] сообщили в 2001 г. об обнаружении X-подобной ORF в геноме ВГВ, инфицирующего уток (Anatinae), что позволило высказать предположение о продолжающейся до настоящего времени эволюции ВГB. Результаты изучения происхождения и эволюционного развития этого вируса объяснили такие его характеристики, как значительную распространённость у разных видов животных, появление новых рекомбинантов, существование в организме в форме квазивидовой популяции и полиорганность поражения организма хозяина, а также раскрыли причины резистентности возбудителя к противовирусной терапии.

Строение гена X вируса гепатита В

В геноме ВГВ ген X занимает позиции с 1374 по 1838 п.н. [17][19][20]. В то же время, по мнению A. González и соавт., к зоне данного гена следует отнести и сайт инициации транскрипции, представляющий собой некодирующую последовательность в области от 1255 до 1374 п.н. [19]. Важной характеристикой генома ВГВ является его компактизация. Ген Х частично перекрывается с геном полимеразы на участке 1374–1621 п.н., а также с precore/core геном в позициях 1814–1838 п.н. [17][19][20]. Схема организации гена Х (1374–1838 п.н.), в которую включён также сайт инициации его транскрипции (1171–1361 п.н.), представлена на рисунке [20][21].

Сайт инициации транскрипции гена X (некодирующий участок), как и его кодирующая зона (1374–1838 п.н.), содержат гиперконсервативные участки, расположенные в позициях с 1255 по 1286 и с 1563 по 1602 п.н. [19]. Наличие в области данного гена перекрывающихся последовательностей генов полимеразы, precore/core гена, а также многих регуляторных некодирующих последовательностей, значимых для репликации и транскрипции вирусного генома, делает эту его часть потенциально важной мишенью для терапии [19].

Структура и функции белка X вируса гепатита В

Транслируемый Х-геном белок состоит из 154 а.о., имеет молекулярную массу 17 кДа и обладает транскрипционной и трансактиваторной активностью отдельных клеточных и вирусных промоторов. Структура белка X включает 2 домена: N-концевой, кодируемый 5’-областью Х-гена c 1374 по 1523 п.н. (1–50 а.о.), и С-концевой, кодируемый 3’-областью с 1524 по 1838 п.н. (51–155 а.о.). Первый из них опосредует проапоптотическую функцию, в то время как С-концевой ответствен за процессы трансактивации [20]. В последнее время установлено, что N-концевой домен белка по сравнению с С-концевым более вариабелен, что обусловлено наличием в последнем 3 из 4 консервативных остатков аминокислот [19][40][49]. При этом вариабельность доменов зависит от генотипа ВГВ. В N-концевом домене больше переменных аминокислотных позиций (6, 12, 26, 30, 38, 40, 42), чем в С-концевом (78, 91, 101, 102, 118, 119) [49]. В области более консервативного С-концевого домена белка находится также Куниц-подобный (Kunitz-like) домен, расположенный в 2 разъединённых позициях – c 61 по 69 и со 131 по 142 а.о. Он обладает способностью ингибировать функцию некоторых клеточных протеаз [19]. C. Prieto и соавт. [72] показали, что процесс димеризации белка Х обусловлен наличием в его составе участка, богатого серином (Ser, S) и пролином (Pro, P).

Белок Х, как хорошо известно сегодня, плейотропен; его влияние на инфекционный процесс весьма многообразно. W.-K. Sung и соавт. [11] определили 184 гена-мишени и 144 фактора транскрипции, c которыми может взаимодействовать данная белковая структура, однако не все эти взаимодействия к настоящему времени изучены. Плейотропность белка X зависит от его локализации (в ядре клетки или в субклеточном пространстве), определяющей взаимодействие с ядерными и цитоплазматическими факторами [42][43]. По данным M.J. Bouchard и соавт. [13], D. Kornyeyev и соавт. [43], этот белок, находясь в ядре и цитоскелете, существует около 3 ч, в цитозоле – от 15 до 20 мин. Результаты исследований L. Belloni и соавт. [42] свидетельствуют о том, что ядерная локализация белка Х приводит к активации им клеточных протоонкогенов. В свою очередь, A. Ali и соавт. [44] в обзорной статье привели тот факт, что локализация белка в ядре связана с вставкой в позиции 204 нуклеотидной последовательности. При внутриядерном расположении белок Х участвует в регуляции транскрипции вирусного и клеточного геномов, а также реализует свой онкогенный потенциал, регулируя экспрессию генов хозяина, взаимодействуя с компонентами базального аппарата транскрипции (RPB5, TFIIB, TBP), а также специфическими транскрипционными факторами [44]. Находясь же в цитоплазме, данный протеин ассоциируется с внешней мембраной митохондрий, изменяя проводимость анионного мембранного канала, что впоследствии ведёт к модулированию апоптоза [13][42][43].

Главная функция белка X – регулирование экспрессии генов вируса и клеточного генома – опосредуется несколькими механизмами: разрушением комплекса структурного поддержания хромосом Smc5/6 (в гепатоците выполняет функцию рестрикции вирусных факторов) и модификатора хроматина SETDB1, препятствующего транскрипции вирусного генома; использованием клеточных эпигенетических механизмов; активацией протоонкогенов клетки [42][45][48]. Высказана точка зрения о том, что способность разрушать Smc5/6 приобретена белком в процессе преодоления межвидового барьера от птиц к млекопитающим и, возможно, её следует рассматривать как основную функцию этой белковой структуры [46][47]. L. Belloni и соавт. [42] установили, что взаимодействие белка X с ацетилтрансферазами (CBP, p300, PCAF) приводит к ацетилированию клеточного и вирусного геномов, а также к активации протоонкогенов клетки и процесса транскрипции ковалентно замкнутой кольцевой ДНК (кзкДНК) вируса. Функция опосредования белком X гиперметилирования промоторов генов-супрессоров клеточных опухолей реализуется благодаря активации им группы ферментов – ДНК-метилтрансфераз DNMT1, DNMT3A1 и DNMT3A2, в результате чего подавляется транскрипция ряда опухолевых супрессоров в клетке.

Белок X способен также активировать транскрипцию клеточных протоонкогенов и генома вируса, взаимодействуя с компонентами основного транскрипционного комплекса РНК-полимеразы II (RPB5, TFIIB, TFIIH) и специфическими факторами транскрипции (ATF/CREB, ATF3, c/EBP, NF-IL-6, Ets, Egr, SMAD4, Oct1, RXR-рецептором, p53).

Показано, что фосфорилирование Ser в позициях 155, 162 и 170 белка core запускается при участии белка X и является необходимым для поэтапной инкапсидации вирусного генома с образованием полукольцевой ДНК, способной к дальнейшей репликации. Таким образом была определена роль этого белкового образования в репликации генома ВГВ [71].

Механизмы канцерогенеза при вирусном гепатите В, ассоциированные с функционированием белка Х

К настоящему времени доказана патогенетическая связь белка Х и ГЦК, которая реализуется несколькими путями: посредством интеграции вирусного генома в клеточный, активации протоонкогенов, а также гиперметилирования генов-супрессоров опухолей [42][45][48]. В 2006 г. открыт ещё один эффект прямого канцерогенного воздействия, заключающийся в инициации некоторыми белками генома ВГВ образования раковых стволовых клеток (РСК) [62].

F. Su и соавт. [50] описали механизм канцерогенеза, связанный с проапоптотической активностью белка X. Согласно представлению исследователей, в инициации канцерогенной активности могут принимать участие не только белок X, имеющий увеличенный трансформационный потенциал как результат мутаций в нём, но и изменённые варианты данного белка с ингибированной трансформационной активностью за счёт активации проапоптотического домена [13][50]. По мнению авторов, различные вариации изменённых белков существуют одномоментно в форме квазивидов [13][18][50]. В экспериментах показано, что реализация проапоптотической активности белка Х, проявляющаяся при ингибировании С-концевого домена (ответственного за трансформационную активность и взаимодействие белка с фактором некроза опухоли альфа (tumor necrosis factor alpha, TNF-α)) приводит к активации апоптоза и естественному выживанию неопластических гепатоцитов. Последние, в свою очередь, интенсивно синтезируют митогенные ростовые факторы. Активность проапоптотической функции белка X дикого варианта вируса способствует распространению возбудителя в пределах поражённой печени. При апоптозе гепатоцитов резко возрастает продукция факторов роста печёночных клеток, которые усиливают регенерацию органа, создавая условия для диссеминации ВГВ в новые неинфицированные гепатоциты [50].

Один из основных аспектов канцерогенного действия связан со способностью ВГВ интегрироваться в геном клетки организма хозяина [44][46]. D.A. Shafritz, M.C. Kew [52] в числе первых описали взаимосвязь между такой способностью и злокачественной клеточной трансформацией. Последующие работы, выполненные различными научными группами, позволили выявить несколько опосредующих канцерогенез эффектов, ассоциированных с феноменом интеграции ВГВ. Среди них цис-опосредованный инсерционный мутагенез генов вируса и клетки хозяина; индукция хромосомной нестабильности за счёт интегрированной ДНК; экспрессия мутантных генов ВГВ из устойчивой интегрированной формы [51][53][54]. Результаты исследований показали, что интеграция вирусного генома в клеточный происходит в ранние сроки с момента инфицирования. В частности, экспериментально подтверждено, что первое слияние обоих геномов осуществляется в течение первых 30 мин после инфицирования. Сравнение частоты интеграции в поражённые ГЦК и здоровые гепатоциты продемонстрировало, что в опухолевой ткани встраивание более часто осуществляется в кодирующие геномные участки, тогда как в интактных клетках отмечена интеграция в интроны. Изменённый белок X увеличивает количество сайтов и частоту интеграционных событий посредством инициации путей передачи сигналов, направленных на повреждение генома клетки.

Интеграция в кодирующие участки приводит к экспрессии химерных онкогенных белков, при этом независимо от локализации инсерционных последовательностей отмечено усиление экспрессии клеточных генов, в которые встроились фрагменты ВГВ. Встраивание вируса в геном клеток опухолевой ткани (в отличие от здоровых гепатоцитов) происходит в повторяющиеся участки генома, результатом чего становится транскрипционная активность протоонкогенов. В ходе проведённых исследований установлено, что частота интеграционных событий коррелирует с прогрессированием и более тяжёлым течением ГВ, а также с развитием ГЦК в молодом возрасте минуя цирротическую стадию. Кроме того, продемонстрировано, что подобная интеграция имеет место как при хроническом, так и при остром течении ГВ независимо от возраста пациента [51][53][54].

Процесс интеграции вирусного генома сопровождается его фрагментацией, в результате чего гены X и S оказываются способными к экспрессии, находясь рядом со своими промоторами, а гены core и Pol по причине удалённости от таковых экспрессироваться не могут [51][53][54]. Показано, что при встраивании гена Х происходит его фрагментация с множественными разрывами нуклеотидной последовательности. Наиболее ранними сайтами интеграции ВГВ в геном человека являются ретротранспозоны SINE, THE-1BLTR, MER-5B и LINE-2. Интеграция в ретротранспозоны может иметь результатом распространение вирусных инсерций по геному с последующим развитием ГЦК. Доказана также возможность встраивания геномных фрагментов вируса в протоонкогены: NBPF-1, PRR-16, PRKG-1, RunX1, hAT-18, DNTNP, PEB-4, FAM90, PCDH-15, lncRNA, C14Orf29, а также гены, кодирующие обратную транскриптазу теломеразы человека (hTERT), миелоидного лейкоза смешанного происхождения 4 (MLL4) и ген, кодирующий циклин e1 (CCNE1) [51][53][54].

Важным фактором ВГВ-ассоциированного канцерогенеза служат РСК. В ряде экспериментов продемонстрирована способность белков вируса индуцировать формирование таких клеток, для которых характерны самообновление и дифференцировка по всем присутствующим в опухоли малигнизированным клеточным линиям [59–61]. В частности, установлено, что белок Х активирует митогенные сигнальные каскады посредством взаимодействия с транскрипционными факторами NF-κB, AP-1, AP-2, c-EBP и ATF/CREB, что ведёт к появлению РСК. В этих же экспериментах авторы показали, что интеграция гена X и образование белка X с делецией карбокси-конца инициируют факторы транскрипции плюрипотентных стволовых клеток линий Oct4, Nanog, Klf4 – потенциальных предшественников именно РСК, а также маркёры последних, такие как EpCAM и β-катенин. Утративший карбокси-конец Х-белок способен также инициировать образование подмножества маркеров CD133 указанных клеток [66–68]. CD133, известный также как AC133 или проминин-1, является антигеном клеточной поверхности РСК и в медицинской практике служит диагностическим маркером, свидетельствующим о наличии у пациента РСК и высокой вероятности формирования новообразования ряда локализаций. Его также выделяют из опухолей различных органов, включая головной мозг, толстую кишку, поджелудочную железу, простату, лёгкие и печень [83]. Положительный результат определения CD133 указывает на наличие у пациента РСК и имеет важное значение в диагностике ГЦК [59–63]. Изучение свойств ГЦК свидетельствует о том, что экспрессирующие CD133 клеточные элементы обладают более высоким пролиферативным потенциалом, чем клетки, не имеющие этого маркера [62][63]. Помимо этого, обнаружено, что присутствие CD133 придаёт раковым клеткам устойчивость к химическому и радиоактивному воздействию, апоптозу, а также указывает на более интенсивное развитие химиои радиоустойчивости опухоли Согласно данным Z. Li [63], цитоплазматическая экспрессия CD133 коррелирует с прогрессирующим течением опухолевого процесса, тогда как ядерная ассоциирована с более постепенным развитием ГЦК.

Связь нуклеотидных замен в гене X и аминокислотных замен в белке X с реализацией механизмов канцерогенеза при вирусном гепатите В

Большое внимание уделяется проблеме влияния замен в гене Х и кодируемом им белке на канцерогенный потенциал ВГВ. К настоящему времени выполнен ряд исследований, результаты которых указывают на значительную роль как одиночных нуклеотидных/аминокислотных замен, так и их сочетаний, при которых может формироваться синергизм. Это, в свою очередь, обусловливает более быстрое прогрессирование патологического процесса при ГВ до ЦП и ГЦК. Авторы отметили вариативность сценариев развития вызываемой ВГВ инфекции у пациентов различных этнических групп [8][11][16].

На сегодняшний день к наиболее изученным следует отнести 2 двойные замены 1762T/1764A и 1764T/1766G, а также одиночную замену 1758С [20]. Как показали H. Kim и соавт. [20], наличие двойной замены 1762T/1764A в гене Х ведёт ещё к 3 смысловым нуклеотидным заменам – G1386A/C, C1653T, T1753V и, соответственно, к аминокислотным заменам V5M/L, H94Y, I127V в Х-белке. Кроме того, двойная замена 1762T/1764A часто сочетается с делецией в области С-концевого домена этого белка. Указанная двойная замена, по мнению многих исследователей, не ассоциируется с какой-либо этнической группой и повсеместно распространена у пациентов с ГЦК [8][10–13][16][17][35].

Особый интерес представляет обнаружение R. Salpini и соавт. [15] аминокислотной замены F30V в высококонсервативной области N-концевого домена белка Х. Авторы связывают её наличие с угнетением апоптоза повреждённых клеточных элементов, что создаёт условия для развития ГЦК посредством сохранения и накопления клеток с повреждениями в геноме. Тем не менее охарактеризованная замена не связана с ускорением клеточного цикла. Малигнизация и последующее развитие ГЦК при ГВ, вызванном вирусом с изменённым белком Х, согласно мнению исследователей, осуществляются посредством 2 независимых путей, которые могут быть реализованы одновременно, поскольку ВГВ в инфицированном организме существует, как правило, в различных генетических вариациях или, как описано выше, в квазивидах. Таким образом, один путь канцерогенеза, связанный с X-белком с активированным трансформационным доменом, обеспечивает клеточную опухолевую трансформацию, тогда как другой механизм, ассоциированный с этим же проапоптотически активным белком, способствует отбору неопластических клеток, продуцирующих митогенные факторы роста [5][15][44].

В настоящее время в научной печати появляется всё больше сообщений о том, что ВГВ способен инициировать раковое поражение не только ткани печени, но и других органов, таких как поджелудочная железа, желудок, слизистая оболочка полости рта, толстая кишка. Следует отметить, что онкогенез внепечёночной локализации, по представлениям ряда авторов, связан со свойством белка Х влиять на транскрипцию протоонкогенов клетки человека [55–58]. Работы по изучению ГВ-ассоциированных новообразований в основном посвящены таким нозологическим формам, как рак желудка и неходжкинская лимфома. Доказательством участия ВГВ в формировании рака желудка, согласно мнению P. Niedźwiedzka-Rystwej и соавт. [57], служит значительно большее количество белка Х в опухолевой ткани органа по сравнению со здоровой.

Отдельного внимания заслуживает сообщение H. Kim и соавт. [67] о выявлении делеции в Х-белке в позициях с 127 по 134 а.о., ассоциированной с пониженной его секрецией и замедлением сборки вирионов. Как полагают исследователи, наличие данного генетического изменения может обусловить развитие скрытого течения ВГВ-инфекции у вакцинированных лиц. В ряде работ выявлена зависимость тяжести течения заболевания и его исхода от генотипической характеристики вируса, причём важным фактором является также этническая принадлежность больных. Так, при обследовании когорты пациентов в Северной Индии установлено, что инфицирование ВГВ генотипа А чаще приводит к хроническому ГВ, тогда как для аналогичной группы исследуемых в Испании, инфицированных этим же генотипом, зафиксирована высокая частота спонтанного вирусного клиренса [5][6][66]. Кроме того, имеются данные об «этнической» специфичности отдельных замен в гене Х и транслируемом им белке ВГB. Согласно A. Tuteja и соавт. [6], для населения Северной Индии в качестве специфичных для белка Х отмечены следующие аминокислотные замены: V37L, L98C, E126R, V133Y, A144H, P145Q. В рамках ещё одного выполненного на территории Индии исследования к специфичным отнесены другие 5 замен аминокислот – L37I, S46P, H86P/R, L98I, T105A [70]. Специфические нуклеотидные замены обнаружены также при обследовании лиц с ГЦК в Китае и Японии, для которой расценены как связанные с этнической принадлежностью 6 замен нуклеотидов в гене Х (1485T, 1653T, 1470A, 1479A, 1575G, 1719G) [64]. В обзоре W. Li и соавт. [68], посвящённом анализу генетической вариабельности этого гена у пациентов из Японии и Китая с ХГВ, отмечены 5 специфических, по мнению авторов, нуклеотидных замен: 1383C, 1485T, 1631T, 1719T и 1800C.

Большого внимания заслуживает также сообщение A. Tuteja и соавт. [6] относительно обнаружения межгенотипического рекомбинанта ВГВ A/D, у которого ген Х соответствовал генотипу D, в то время как остальной геном – генотипу А. Исследователи считают, что такая генетическая рекомбинация ВГВ детерминирует более высокую канцерогенность и снижает эффективность применяемых противовирусных препаратов.

Необходимо отдельно отметить сложности, сопутствующие изучению влияния отдельных замен в нуклеотидной последовательности Х-гена. Имеющиеся проблемы связаны с наличием перекрывающихся последовательностей этого гена и базового (основного, минимального) корового промотора (basal core promotor, ВСP). Изучение генетической вариабельности гена Х связано с необходимостью проведения генетической диссекции, поскольку замены в перекрывающейся последовательности приводят к мутациям областей в данном гене и ВСP [65]. Последний является регуляторной последовательностью вирусного генома, инициирующей транскрипцию прекоровой (preсore) и прегеномной РНК (пгРНК). В рамках определения влияния замены в Х-гене на усиление синтеза пгРНК, и, следовательно, репликации генома ВГВ, осуществлена диссекция BCP и гена Х. Это позволило установить, что усиление репликации вирусного генома опосредовано изменением BCP, а не гена Х [65].

Обобщённые результаты поиска в литературе информации о нуклеотидных заменах в гене X и аминокислотных заменах в кодируемом им белке, ассоциированных с развитием ГЦК, представлены в таблице.

Влияние белка X на течение и исходы вирусного гепатита В при дельта-инфекции и микст-инфекции с вирусом иммунодефицита человека

Изучение эволюции инфекционного процесса, вызванного ВГВ и ВГD, позволило как при ко-, так и при суперинфекции выявить закономерное снижение репликации ДНК первого из них [10]. Авторы данного исследования, выполненного на группе пациентов в Испании, объясняют подобный эффект взаимодействием клеточной РНК-полимеразы II, необходимой для репликации генома ВГВ, с антигеном ВГD L-HDAg (так называемым большим – англ. large), а также активацией клеточного противовирусного белка МхА. L-HDAg, воздействуя на энхансер 2 ВГВ, индуцирует нуклеотидные замены в гене Х, которые, транслируясь на белок Х, ингибируют процесс репликации генома ВГВ. В качестве общей закономерности исследователи отмечают, что при дельта-инфекции возрастает общее количество нуклеотидных замен в геноме ВГВ. Важно отметить, что при вирусном гепатите D нуклеотидные замены локализуются в области 1255–1611 п.н., частично включающей сайт инициации транскрипции гена Х и непосредственно этот ген. Согласно точке зрения авторов, повышенная генетическая вариабельность указанного региона генома ВГВ связана с влиянием врождённого иммунитета и/или взаимодействием L-HDAg c РНК-полимеразой II. В работе T. Goto и соавт. [73], также посвящённой взаимодействию L-HDAg ВГD с Х-белком, показана активация клеточных белков – трансформирующего фактора роста бета (transforming growth factor beta, TGF-β) и активирующего белка 1 (транскрипционного фактора) (activating protein 1, AP-1). Эти белки выполняют роль регуляторов пролиферации, клеточной дифференцировки и других процессов, связываясь с белками SMAD3 и STAT3, а также иницициируя сигнальный путь с-Jun, который активирует скрытую форму TGF-β, и непосредственно фосфорилирующего SMAD3. Совокупность этих процессов ведёт к усилению трансляции профибротических молекул. Результатом описанных взаимодействий, по представлению авторов исследования, является развитие у пациентов фиброза печени. Кроме того, взаимодействие L-HDAg ВГD и белка X приводит к активации клеточного фактора SRF который является важным промоторным и регуляторным элементом, обусловливающим увеличение продукции ростовых факторов и белков протоонкогенов.

Нынешнюю эпидемиологическую ситуацию по ГВ и ВИЧ-инфекции в мире специалисты характеризуют как эпидемию с перманентно возрастающим числом вовлечённых лиц. При общности путей передачи обоих возбудителей в настоящее время часто регистрируются микст-инфекции ГВ + ВИЧ. Важно отметить, что к настоящему моменту доказано взаимовлияние этих заболеваний, включающее роль белка Х в изменении течения ВИЧ-инфекции. Как продемонстрировали M. Gómez-Gonzalo и соавт. [18], при ГВ/ВИЧ-микст-инфекции происходит блокада клеточных белков APOBEC3G, обладающих противовирусным эффектом, с последующей активацией репликации РНК ВИЧ. В основе этого эффекта лежит способность белка Х индуцировать непрерывную репликацию генома ВИЧ-1 и транскрипцию длинных концевых повторов (long terminal repeats, LTRs) РНК данного вируса посредством взаимодействия с его белком Tat и сигналами активации T-клеток. Активация репликации генома ВИЧ-1 происходит в результате связывания белка X c сайтом Sp1 LTRs ВИЧ-1 и при взаимодействии белков X ВГВ и Tat ВИЧ-1. Процесс репликации последнего инициируется также посредством активации X-белком семейства клеточных протеинов NF-κB и NF-AT. Показано, что способность активировать репликацию РНК ВИЧ-1 связана с заменами в С-концевом домене Х-белка, локализованными в пределах от 57 до 104 а.о.

Заключение

Выполненный обзор научных публикаций, затрагивающих вопросы определения воздействия гена Х и транслируемого им белка на течение ВГВ-инфекции, позволяет констатировать, что с этими структурами связаны 3 основных направления влияния, каждое из которых характеризуется многообразием используемых механизмов. Во-первых, ген Х обеспечивает интеграцию ВГВ в геном клетки хозяина. Во-вторых, белок Х с помощью прямых и опосредованных механизмов регулирует транскрипцию ДНК ВГВ. В-третьих, этот белок является главным фактором, инициирующим множество механизмов канцерогенеза. Как показывает анализ литературы, большое внимание специалисты уделяют изучению влияния различных нуклеотидных замен в гене Х и соответствующих им аминокислотных замен в одноимённом белке на течение вызываемой ВГВ инфекции и развитие таких её осложнений, как ЦП и ГЦК.

Обращает на себя внимание существенное преобладание работ по данной тематике, выполненных в таких странах, как КНР, Республика Корея, Япония, Индия, что можно объяснить крайне высокой актуальностью проблемы ГВ для этих стран. В Российской Федерации данные о генетической вариабельности отдельных генов ВГВ практически отсутствуют, за исключением отдельных работ, посвящённых определению гетерогенности гена S и транслируемого им белка. Принимая во внимание то обстоятельство, что этническая принадлежность пациентов, как это следует из приведённых выше публикаций, является важным фактором, влияющим на развитие индуцированного ВГВ инфекционного процесса и его осложнений, становится очевидной необходимость проведения таких исследований в РФ с учётом многонационального характера её населения.

Результаты определения генетической вариабельности ВГВ имеют как фундаментальное, так и прикладное значение. Новая информация о генетическом многообразии ВГВ и вызываемых ими вариантах течения ВГВ-инфекции весьма важна с точки зрения оценки и прогноза общей эпидемиологической ситуации, а также определения эффективности противоэпидемических мероприятий в стране исследования. Определение замен в отдельных генах вируса может быть использовано для формирования персонифицированного подхода к тактике ведения пациентов. Необходимо подчеркнуть, что критический дефицит подобной информации в отечественной научно-медицинской практике существенно ограничивает имеющиеся современные представления о масштабности проблем, связанных с ГВ, и диктует необходимость дальнейших научных изысканий.

Об авторах

Я. В. Панасюк

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Автор, ответственный за переписку.
Email: epidbsmp@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9335-4953

Панасюк Я.В., врач-эпидемиолог лаборатории вирусных гепатитов отдела молекулярной диагностики и эпидемиологии

111123, Москва

Россия

Н. В. Власенко

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2388-1483

111123, Москва

Россия

Н. С. Чурилова

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5344-5829

111123, Москва

Россия

В. В. Клушкина

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8311-8204

111123, Москва

Россия

Д. В. Дубоделов

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3093-5731

111123, Москва

Россия

Е. Н. Кудрявцева

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7325-8577

111123, Москва

Россия

М. И. Корабельникова

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2575-8569

111123, Москва

Россия

З. С. Родионова

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2575-8569

111123, Москва

Россия

Т. А. Семененко

ФГБУ «Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почётного академика
Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6686-9011

123098, Москва

Россия

С. Н. Кузин

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0616-9777

111123, Москва

Россия

В. Г. Акимкин

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Федеральной службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-4228-9044

111123, Москва

Россия

Список литературы

Дополнительные файлы