《Communications Biology》：Hepatitis E virus genome plasticity: a marker of chronicity and therapy failure?
编辑推荐：
戊型肝炎病毒（HEV）是一种全球分布的人畜共患病原体，通过受污染的食物和血液制品传播，是急性病毒性肝炎的主要原因。近期数据表明，HEV基因组含有一个高度异质性的高变区（HVR），该区域能够耐受广泛的基因组重排，尤其是在免疫受损患者中。这些重排可增强HEV在组织
戊型肝炎病毒（HEV）是一种全球分布的人畜共患病原体，通过受污染的食物和血液制品传播，是急性病毒性肝炎的主要原因。近期数据表明，HEV基因组含有一个高度异质性的高变区（HVR），该区域能够耐受广泛的基因组重排，尤其是在免疫受损患者中。这些重排可增强HEV在组织培养中的复制能力，并已在HEV感染患者中进一步观察到。插入序列包括病毒来源序列的重复，或宿主来源的序列片段，并表现出特定氨基酸和功能性基序的富集。然而，驱动这些插入的分子机制及其功能意义在很大程度上仍未被探索。鉴于在HEV这类小RNA病毒中，感染性或复制所不需要的序列通常会被迅速清除，HVR插入的持续存在提示其在HEV复制和/或发病机制中可能具有生物学作用。本综述总结了目前对HVR插入在HEV感染期间作用的理解，以及这些插入背后的潜在机制。我们进一步讨论了驱动基因组插入选择的因素，并通过分析超过650条公开可用的HEV基因3型基因组序列、系统性地编目已鉴定的插入序列，推测其功能作用。
临床视角下的戊型肝炎
戊型肝炎病毒（HEV）感染相关的临床表现从无症状到急性肝衰竭不等。HEV感染的症状与其他形式的急性肝炎相似，包括黄疸、乏力、腹痛、恶心和肝酶升高。免疫功能正常的个体中，急性肝炎通常具有自限性，死亡率低，潜伏期为2–10周。特别是在妊娠背景下，HEV-1感染已被报道具有较高的严重结局风险，且HEV-1/2感染与较高的症状病例比例（约16%）相关，而HEV-3/4则约为2–3%。除基因型水平差异外，越来越多的证据表明HEV-3亚型多样性也影响急性感染的严重程度，但尚未建立与慢性感染的可比关联。HEV-3在系统发育上可分为两个主要分支（clade）。分支1包括HEV-3 efg，而分支2由HEV-3 abchijklmno组成。分支1毒株反复被报道与比分支2毒株更严重的临床表型相关。相比之下，尚无HEV-3亚型被令人信服地证明与慢性化进展风险增加相关。在慢性感染的免疫受损和移植患者中最常报道的亚型（HEV-3c、e、f和i）在很大程度上与同一地区普通流行群体中占主导地位的亚型一致。专门的病毒学比较迄今未能确定病毒持续存在的亚型特异性决定因素。50–60%感染HEV的免疫受损患者会进展为慢性化，可能导致肝纤维化和肝硬化。慢性HEV感染最早在肝移植和肾移植患者中报道，其特征是血液和粪便中HEV RNA持续存在至少三个月。目前尚无HEV-1或HEV-2慢性感染的病例报道。虽然慢性HEV感染主要与实体器官移植（SOT）受者相关，但风险也扩展到其他免疫受损患者。绝大多数HEV感染个体经历无症状和/或急性感染，最终血清学转换和病毒清除。在少数SOT受者的罕见病例中，在首次检测后3–6个月观察到无需治疗的自发病毒清除。然而，及时检测持续感染对于启动抗病毒治疗以降低严重肝损伤和慢性化进展的风险至关重要。目前尚无特异性HEV抗病毒治疗药物，诊断HEV后的首选方法是减少免疫抑制药物，并结合聚乙二醇化干扰素-α（PEG-IFN-α）或超说明书抗病毒药物（主要是利巴韦林（RBV））治疗。PEG-IFN-α通常禁用于SOT受者，除少数肝移植受者外，因其存在移植物排斥风险。相比之下，临床试验已证明RBV在治疗慢性HEV感染方面具有部分疗效，但在肾功能不全患者中需要监测且妊娠期禁用。一项多中心回顾性研究证明了RBV在59名SOT患者中的疗效，78%实现持续病毒学应答（SVR）。如果患者不适合RBV治疗或无法实现SVR，索磷布韦（SOF）已被评估作为替代治疗选择。SOF是一种核苷类似物，是治疗慢性丙型肝炎病毒（HCV）的许可药物。SOF在体外抑制HEV复制，并与RBV联合使用时具有叠加效应。然而，关于SOF成功治疗慢性HEV感染的报道并不一致。最近的一项先导临床试验未能在任何研究参与者中证明SVR。因此，临床医生正面临越来越多无法实现SVR的病例。近期研究已鉴定出HEV聚合酶中的替换，这些替换与复制能力改变和体外抗病毒药物敏感性降低相关。与经典链终止核苷（酸）类似物不同，RBV已被证明通过消耗细胞GTP池在体外抑制HEV复制。此外，RBV作为诱变剂，增加病毒突变率并可能驱动错误灾难/致死性诱变，这一机制也已在其他RNA病毒中描述。RBV的其他作用模式可能在体内很重要，因为霉酚酸对次黄嘌呤核苷-5′-单磷酸脱氢酶（IMPDH）的抑制并不能一致地预防SOT患者的慢性化。在此背景下，已在患者中鉴定出几种HEV RdRp替换（如Y1320H、K1383N和G1634R），并与增强的复制能力相关，而体外RBV敏感性保持不变。相比之下，SOF暴露下，已观察到HEV病毒群体中出现RdRp替换A1343V，该替换在体外降低SOF敏感性。对于HEV以外的病毒，单核苷酸变异（SNV）在抗病毒治疗失败中的作用已被充分确立。SNV可通过增强病毒复制和免疫逃逸来赋予进化优势，并且类似地可能促进病毒持续存在和HEV向慢性状态的进展。与SNV一样，在HEV感染患者中也观察到HVR中的插入和缺失，这些变异可能影响复制适应性并影响疾病进展和治疗结局。然而，基因组插入对HEV持续存在和疾病进展的贡献受到的关注很少，在很大程度上仍未得到探索。
HEV基因组结构和复制周期
此前，缺乏HEV细胞培养系统限制了对HEV复制周期的理解。然而，该领域的最新进展阐明了许多HEV生物学方面的内容，包括鉴定出多种被病毒劫持以促进其传播的宿主因子。两个关键的实验室克隆，p6 Kernow和47832c，因其在细胞培养中的高效复制能力而对这些发现至关重要，这种能力由特定的基因插入驱动，这些插入增强了病毒在体外的稳定性和生长。这些毒株对于研究HEV发病机制、宿主相互作用以及潜在治疗干预的临床前测试具有不可估量的价值。事实上，这些工具已能够鉴定靶向病毒和宿主的有前景的抗病毒药物。尽管取得了这些进展，HEV生物学的许多领域仍定义不清，尽管HEV基因组及其组织已相对明确。7.2 kb的HEV基因组在5′端带有7-甲基鸟嘌呤帽，随后是5′非翻译区（UTR）、三个开放阅读框（ORF1-3）、3′UTR，并在3′端多聚腺苷酸化。因此，它类似于宿主mRNA，允许其被核糖体翻译。ORF1是非结构域，负责病毒复制和亚基因组RNA合成。ORF2编码病毒衣壳蛋白，该蛋白组装以包裹病毒RNA，对于病毒进入宿主细胞至关重要，并且是中和抗体应答的靶标。ORF3参与感染性病毒粒子从细胞中的释放，但其在HEV进入或组装中的作用仍不清楚。病毒进入后，HEV正链RNA基因组直接作为模板，由宿主核糖体翻译ORF1多蛋白。虽然ORF1编码的蛋白质由全长基因组RNA翻译，但ORF2和ORF3蛋白由亚基因组RNA（sgRNA）翻译。HEV双顺反子/第二亚基因组单位大小为2.2 kb，在5′端带有7-甲基鸟嘌呤帽，负责ORF2和ORF3合成所需的两个甲硫氨酸翻译起始事件。位于ORF1和ORF3之间连接区域的一个顺式作用元件控制亚基因组表达，促进ORF2和ORF3翻译。ORF1大小约为5 kb，编码一个大的非结构蛋白，包含HEV基因组复制所需的所有必要组分。这些包括甲基转移酶（Met）域、Y域、木瓜蛋白酶样半胱氨酸蛋白酶（PCP）域、高变区（HVR）、X域、RNA解旋酶域以及RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）。目前尚不清楚ORF1编码的蛋白是否被蛋白水解加工以释放其组成域，使其独立执行各种功能，还是这些域在未切割的多域蛋白中同时协同作用。强调这一知识空白的是，最近的AlphaFold2预测提出了替代的域使用方式。HVR，也称为富含脯氨酸区（PPR），在HEV基因型内和基因型间均表现出显著变异性。事实上，HEV基因型1-8之间的HVR氨基酸残基同一性差异高达71%，HVR长度范围为107至172个残基。人畜共患HEV基因型表现出更大的HVR多样性，尤其是HEV-3，其突出特点是高脯氨酸含量和高达41%的氨基酸同一性变异。HVR由保守的N端和C端侧翼一个高度可变的中心域组成。重要的是，HEV HVR多样性可能在适应新宿主物种以及HEV-3感染的免疫受损患者的疾病进展中发挥作用。HVR富含基因组突变、插入、重复和缺失，导致氨基酸长度的显著差异。它维持氨基酸序列可塑性不仅通过非同义替换的积累，而且主要通过外源序列片段的整合。有趣的是，这些插入包含病毒和宿主来源的基因组片段。针对持续HEV感染的免疫受损患者的研究记录了HVR中插入随时间累积，某些宿主来源序列在HVR中的整合已被证明可增强HEV在组织培养中的复制能力和病毒适应性。
