前S1抗原在乙型肝炎病毒診斷和治療中的研究進展

黃麗麗　吳玉璘

[摘要] 前S1抗原是位于乙型肝炎病毒（HBV）顆粒表面的一種膜蛋白。近些年有臨床研究顯示，前S1抗原在乙肝感染的早期就能出現在血清中，可用于乙肝病毒感染的早期診斷。前S1抗原與HBV-DNA、HBeAg檢測高度符合，是HBV-DNA、HBeAg檢測指標的補充和對照；前S1抗原的轉陰時間及持續陽性提示了乙肝病毒感染后的疾病轉歸。因此，前S1抗原可作為HBV診斷和治療的重要依據。本文就前S1抗原的結構和功能，其在HBV感染有關的肝臟疾病中的臨床應用進行綜述。

[關鍵詞] 乙肝；前S1抗原；急性肝炎；慢性肝炎；肝癌

[中圖分類號] R512.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）09（c）-0062-04

[Abstract] Pre-S1 antigen is a membrane protein which is located at the surface of hepatitis B virus （HBV） particle. Recently，a lot of studies suggested Pre-S1 antigen could be detected in blood and used as a marker of the early infection of HBV. The detection of Pre-S1 antigen is highly consistent with the detection of HBV-DNA and HBeAg to be the supplement and reference. The clearance time and continuing positive of Pre-S1 antigen could respectively indicate the prognosis of the infection of HBV. Therefore， Pre-S1 antigen could be used as an important tool for the diagnosis and therapy of hepatitis B virus infection. In this study， we will summarize the structure and function of Pre-S1 antigen and it clinical use in liver diseases associated with hepatitis B virus infection.

[Key words] Hepatitis B； Pre-S1 antigen； Acute hepatitis； Chronic hepatitis； Liver cancer

乙型肝炎病毒（HBV）感染是世界流行疾病，也是全球關注的焦點，因為地區差異，不同國家地區的情況會有所不同。世界衛生組織報道全世界曾感染過乙肝約有20億人，全球每年約有100萬人死于HBV感染疾病[1]。我國是HBV全球感染的高發地區，長期以來，HBV的感染率、發病率、患病率等均排名世界前列，其中流行率達7.2%[2]。開展HBV血清標志物檢測，了解HBV感染機制，監測HBV復制情況，成為了臨床上HBV診斷和治療的重要依據。目前，HBV五項血清標志物和HBV—DNA檢測是HBV感染和復制的常用檢測評判指標。近些年來隨著免疫學和分子生物學的不斷發展，有臨床研究顯示，前S1抗原與HBV-DNA的檢測一致性較好，能夠反應HBV感染者的病毒復制情況，前S1抗原的檢測與HBV-DNA意義相似[3-6]。本文就HBV前S1抗原近些年的研究進展進行綜述。

1 HBV前S1抗原的基因結構

HBV-DNA由3200個堿基對構成，主要包含了正鏈（S）和負鏈（L）兩個部分。其中的負鏈核苷酸序列至少有4個開放讀碼框：S、C、P、X區；其中S區分為3區：前S1區、前S2區、S區。S1區編碼108～119個氨基酸的前S1蛋白，S2區編碼55個氨基酸的前S2蛋白，S區編碼226個氨基酸的S蛋白。前Sl抗原由乙肝病毒前S1基因編碼，主要存在于完整的Dane顆粒、管型顆粒表面，而前S1蛋白上的氨基酸21～47片段是HBV感染起重要作用的片段，機體感染HBV后，HBV不能直接破壞肝臟，病毒會附著于肝細胞表面，這時候通過該氨基酸片段的介導作用HBV病毒就能夠侵入肝細胞，從而損害肝細胞，所以該氨基酸片段也是導致HBV傳染的重要片段。

2 HBV前S1抗原的免疫原性

前S1抗原位于完整的HBV病毒顆粒表面，HBV特異結合肝細胞的主要位點位于前S1區的21～47肽段，而前S1序列中又有相關的T細胞、B細胞表位，所以前S1抗原具有一定的免疫原性，在免疫反應中能夠參與宿主對病毒的免疫識別，從而誘導機體產生相應抗體。有研究顯示HBV的前S區突變會形成免疫選擇，導致HBV持續感染加速疾病進程，甚至惡化為原發性肝癌[7]。前S1抗原在乙肝疫苗中具有較強的免疫原性，能夠刺激機體產生免疫應答，激發體液免疫和細胞免疫，若前S1抗原區段缺失會引起免疫選擇，從而導致肝損傷，影響疾病轉歸。

3 HBV前S1抗原的反式轉錄激活功能

HBV的包膜蛋白有3種：大蛋白、中蛋白和小蛋白。其中大蛋白為前S1抗原、前S2抗原、S抗原的合稱；中蛋白為前S2抗原和S抗原的合稱；小蛋白就是指S抗原。這三種蛋白都是Ⅱ型跨膜糖蛋白。研究發現HBV-DNA整合并且重裝時，前S1抗原結合了DNA的結合域，這時的前S1抗原具有反式激活作用[8]。前S1抗原是由前S1基因編碼的一種蛋白，與肝硬化的發生有一定關聯，它能夠被多種因素反式激活，前S1抗原的反式激活蛋白5（PS1TP5）開放讀碼框長度為438 bp，它編碼145個氨基酸。PS1TP5在一定程度上能夠參與人類的免疫調節、物質代謝和信號轉導等活動，而且它與肝臟的肝纖維化、腫瘤發生有密切關聯。因為HBV前S1蛋白具有反式激活作用，紀冬等[9]成功克隆了前S1蛋白反式激活基因PS1TP1的啟動子DNA序列，而且該序列的活性也得到了基因技術的確證，應用噬菌體展示技術篩選出其結合蛋白，該實驗提示了PS1TP1與人類體內的信號轉導途徑有一定關聯，展示了相關基因的功能，為HBV機制的研究打開了新的思路。endprint

4 HBV前S1抗原的臨床意義

4.1 HBV前S1抗原與HBV血清檢測標志物的相關性

4.1.1 HBV前S1抗原與HBsAg的相關性 HBsAg是乙肝感染的標志，HBsAg陽性出現在急、慢性乙型肝炎病毒患者或無癥狀的HBsAg攜帶者的血清中。但是HBsAg陽性不能表明HBV是否處于病毒復制狀態，而且HBsAg陰性也不能排除沒有感染HBV。

冷俊等[10]通過檢測452例HBsAg陽性標本的前S1抗原，以此研究分析了前S1抗原與不同乙肝模式間的相應關系，其中大三陽、HBsAg加抗-HBc（+）以及小三陽的前S1抗原陽性率分別為88.73%、72.04%、60.83%，而其余HBsAg陰性的各種模式中前S1抗原檢測均為陰性，說明前S1抗原與HBsAg有較好的相關性，兩者均可作為HBV感染的檢測指標。

4.1.2 HBV前S1抗原與HBeAg的相關性 HBeAg是HBV復制的檢測指標，臨床上一般HBeAg陽性同時伴隨著HBsAg的陽性。在乙肝兩對半模式中的大三陽即HBeAg陽性，乙肝病毒復制處于活躍階段，此時血清具有較強的傳染性。若急性乙肝患者的HBeAg陽性持續3個月以上，則有轉向慢性乙型肝炎的傾向。HBeAg陰轉一般表示病毒復制水平降低，病變趨于靜止，但并不意味著乙肝病毒復制的停止。

熊格等[11]在對248例的乙肝患者進行血清檢測后，發現HBV-DNA的陽性率為62.5%，前S1抗原陽性率為56%，HBeAg的陽性率為36.3%，HBeAg的陽性率最低，這提示了HBeAg陰性并不意味著病毒復制的終止，HBeAg陰性患者的傳染性不能忽視，同時也表明了前S1抗原能夠輔助判斷HBV的感染和復制。Castelain等[12]也同樣認為HBeAg陰性并不意味HBV復制的停止，這可能與HBeAg陰性的乙肝患者的C區發生了基因突變有關聯。

4.1.3 HBV前S1抗原與谷丙轉氨酶的相關性 谷丙轉氨酶（ALT）是肝臟的相關指標，血液中檢出高水平的ALT，主要是由于肝臟細胞發生了損害。所以肝臟部位的病變，如病毒性肝炎、肝硬化、脂肪肝、肝膿腫、肝癌等肝臟疾病都會導致血液中的ALT不同程度的升高。ALT與肝細胞受損程度直接相關，是反映肝細胞受損和壞死的指標。

王小杰等[13]從臨床選取了200例乙肝患者的標本，并對這些標本分別進行HBV前S1抗原和ALT檢測。實驗結果顯示159例的ALT升高組中前S1抗原陽性123例，陽性率達77.4%，在41例的ALT正常組中前S1抗原陽性16例，陽性率達39%。分析實驗結果，可以看出肝細胞早期損傷時，前S1抗原反應較晚，而ALT反應出現相對較早。所以前S1抗原和ALT的聯合檢測一定程度上可作為慢性乙型肝炎患者的復檢指標，從而指導該類患者的下一步治療。而林鳳金等[14]的研究中其選取的195例ALT正常的HBV感染無癥狀HBsAg陽性者中前S1抗原陽性的有47例，陽性率占24.1%，說明HBV攜帶者在ALT正常情況時也不能排除其病毒復制的發生，也同樣印證了前S1抗原和ALT聯合檢測的必要性和互補性。

4.1.4 HBV前S1抗原與HBV-DNA的相關性 乙肝前S1抗原與HBV-DNA有較好的相關性。Xia等[15]發現乙肝前S1抗原能反映乙肝病毒的感染，檢測結果顯示與HBV-DNA相關。羅慧琴等[16]檢測了225例標本的HBV血清標志物和前S1抗原及HBV-DNA，結果大三陽組前S1抗原陽性率為96.66%，HBV-DNA陽性率為95%；小三陽組前S1抗原陽性率為93.10%，HBV-DNA陽性率為50.86%；在HBsAg陽性標本中，前S1抗原陽性率為94.74%，HBV-DNA陽性率為66.32%，這提示了HBV-DNA和HBV前S1抗原有較高的相關性，對其進行聯合檢測有利于乙肝病情的判斷和診治，提高乙肝療效。許多資料研究也證實了前S1抗原與HBV-DNA的較高符合率，前S1抗原可作為乙肝復制的標志[17-20]。

徐新蓉等[21]對1886份標本進行乙肝五項，HBV前S1抗原、HBV-DNA含量檢測，結果檢測出前S1抗原陽性316例，陽性率為16.76%，HBV-DNA陽性245例，陽性率為13%。而在280例的HBV-DNA陽性標本中，前S1抗原陰性的有35例，前S1的漏查率為12.5%，而同時在前S1抗原陽性標本中又有22.4%的HBV-DNA漏查率，這提示了前S1抗原與HBV-DNA既關聯又交叉，又各具獨立性，兩者相互依存并且相互補充。從這兩者相互獨立性來講，單純地以HBV前S1抗原指標來代替HBV-DNA檢測是不可取的。除此，還觀察了HBV-DNA含量與前S1抗原陽性率的關系，發現前S1抗原的陽性可能間接反映了HBV的高拷貝復制。

4.2 HBV前S1抗原在各類肝臟疾病中的應用價值

4.2.1 HBV前S1抗原在急性肝臟疾病中的應用價值 人體一旦感染HBV后，機體對其產生免疫應答，生成前S1抗體，所以在HBV感染的早期就能檢測到前S1抗原，可以將其作為HBV感染早期的診斷指標[22]。急性肝炎感染時，由于HBV病毒的入侵，宿主引起免疫應答，前S1抗原具有很強的免疫原性，誘導機體產生相應抗體，而此時前S1抗體的出現說明了急性HBV病情趨于緩解，是急性肝炎轉變為恢復期的標志。同時在急性乙型肝炎時，密切監測前S1抗原轉陰情況可對HBsAg的轉陰作出預測，若在急性肝炎早期觀察到前S1抗原轉陰，則預示良好的預后，其免疫清除的效果較好，病程較短[23]。由此可見，對急性乙型肝炎患者進行HBV前S1抗原及抗體的檢測能夠輔助判斷其病情程度和預后。

4.2.2 HBV前S1抗原在慢性肝臟疾病中的應用價值 有資料顯示，HBcAg陽性組和陰性組的前S1抗原檢出率比較，陽性組明顯高于陰性組，說明了前S1抗原與HBcAg密切關聯，提示了慢性肝炎患者若無條件開展肝組織活檢和免疫組化檢測可以通過檢測前S1抗原大致了解HBcAg是否存在，從而輔助判斷HBV病毒的復制及預后[24]。endprint

拉米夫定是治療慢性乙型肝炎患者的一種藥物，它可以通過抑制HBV-DNA的多聚酶來抑制病毒復制[25]。陳潔等[26]的研究結果顯示前S1抗原在監測拉米夫定的抗病毒療效方面具有重要意義，前S1抗原陽性時，表明慢性乙型肝炎患者的肝臟損傷嚴重，但經拉米夫定治療后，前S1抗原漸漸陰轉，所以前S1抗原有輔助判斷慢性乙型肝炎患者的抗病毒療效作用。還有學者認為，針對乙肝病毒前S1基因同聚嘌呤區，加入反基因鎖核酸能夠有效抑制慢性肝炎病毒的復制，為慢性乙型肝炎的治療提供了有效的靶基因，也為反基因治療提供了理論依據[27]。除此，文獻顯示，在慢性乙型肝炎患者的治療中，聚乙二醇干擾素α-2a同樣可以抑制病毒復制，使得慢性乙型肝炎患者獲得較好的前S1抗原和HBeAg的轉陰率[28]。

4.2.3 HBV前S1抗原在肝硬化及肝癌疾病中的應用價值 前S1抗原是HBV病毒復制的標志，近些年來在臨床上的檢測應用越來越普遍。前S1抗原的陽性率以慢性活動性肝炎患者最高，說明HBV的活動性復制伴有肝臟的損害，若檢測到前S1抗原的持續陽性，則說明HBV在體內的持續性復制，此時需警惕該類患者向肝硬化和肝癌疾病方向轉變，說明了前S1抗原也可用來輔助判斷慢性乙型肝炎的慢性發展程度及預后。此外，有文獻研究顯示乙肝前S區的缺失突變與肝癌的發生發展密切相關，也是肝癌發生的獨立危險因子[29-30]。

對于世界性流行的乙型肝炎病毒，預防、控制、治療乙肝的道路必定任重而道遠，而自20世紀80年代起研究報道的HBV前S1抗原為探索HBV的發展機制、對其進行診斷、治療及預后判斷打開了新的篇章。然而，前S1抗原在持續陽性導致的乙肝慢性發展，甚至發展為肝硬化、肝癌的具體機制還不完善，還有HBV基因不斷變異帶來新的問題，所以對前S1抗原的研究還需不斷加強。相信隨著對HBV前S1抗原的進一步探索研究，其在乙肝的診斷及治療上的更大價值會不斷地被發現和利用，從而造福人類。

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（收稿日期：2017-06-05 本文編輯：李岳澤）endprint