ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА, КЛАССИФИКАЦИЯ И ФИЛОГЕОГРАФИЯ ВИРУСА ГЕПАТИТА С

О.В. Калинина 1, А.В. Дмитриев2
1 Viện Nghiên cứu dịch tễ và vi sinh vật mang tên Pastuer - Cơ quan Giám sát tiêu dùng Liên Bang Nga, 197.101, St. Petersburg
2 Viện Y học thực nghiệm - Viện Hàn lâm Khoa học Nga, 197.376, St. Petersburg

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

TỔ CHỨC HỆ GEN, PHÂN LOẠI VÀ SỰ PHÁT SINH CHỦNG LOÀI THEO VÙNG ĐỊA LÝ CỦA VIRUS VIÊM GAN C

Virus viêm gan C (HCV) là loại virus gây ra bệnh truyền nhiễm ở gan, là bệnh có xu hướng tiềm ẩn và để lại những tác hại lâu dài (phát triển thành bệnh mãn tính, xơ gan và ung thư biểu mô tế bào gan). Theo số liệu của Tổ chức Y tế thế giới, trên thế giới có hơn 150 triệu người nhiễm HCV và mỗi năm có hơn 350 nghìn người chết vì các bệnh về gan có liên quan đến HCV.

HCV được phát hiện vào năm 1989 và thuộc họ Flaviviridae, chi Hepacivirus. Bộ gen virus là một sợi RNA đơn dương chiều dài khoảng 9600 nucleotide, mã hóa cho chuỗi polyprotein gồm 3011-3033 axit amin. Chuỗi này bị cắt bởi protease của virus và protease tế bào thành 10 protein virus, 3 protein đầu tiên là các protein cấu trúc (core, E1, E2), còn lại là protein phi cấu trúc (р7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5B).

HCV là một trong những loại virus gây bệnh có sự biến đổi cấu trúc di truyền nhiều nhất. Sự biến đổi này được quy định bởi cơ chế đột biến và tái tổ hợp. Theo phân loại hiện nay, HCV gồm 7 kiểu gen, 88 phân nhóm và 9 hình thức tái tổ hợp giữa các kiểu gen, trong đó hình thức tổ hợp RF2i/6p lần đầu tiên xác định được ở Việt Nam. Sự phân bố các kiểu gen / phân nhóm của HCV theo khu vực địa lý trên toàn cầu được mô tả rõ trong các tài liệu. Các kiểu gen phân bố rộng rãi nhất là kiểu 1, 2 và 3. Tuy nhiên, nó chỉ giới hạn một số phân nhóm là 1a, 1b, 2a, 2b và 3a. Các kiểu gen 4, 5, 6 có sự phân bố địa phương và là loài đặc hữu ở Châu Phi và Đông Nam Á, nơi phát hiện được sự đa dạng rất lớn các phân nhóm của HCV, không chỉ kiểu gen 4 và 6 mà còn cả các kiểu gen 1, 2, 3. Tại Việt Nam đã phân loại được các phân nhóm 1a, 1b, 2a, 3a, 6a, 6e, 6h, 6l, 6t, 6r, 6s của HCV. Trên lãnh thổ Việt Nam, kiểu gen 1 chiếm ưu thế ở các đối tượng sử dụng các thuốc hướng tâm thần bằng đường tĩnh mạch và các đối tượng mại dâm. Trong khi đó ở những bệnh nhân chạy thận nhân tạo và truyền máu thì kiểu gen 1 phổ biến ở các tỉnh miền Bắc, kiểu gen 6 phổ biến ở miền Nam.

Trong bài tổng quan này, chúng tôi nói về vai trò chức năng của protein cấu trúc và phi cấu trúc của HCV, các cơ chế biến đổi, đặc điểm phân loại, số liệu về sự phân bố theo vùng địa lý và các biến thể gen của HCV.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

1. Choo Q.L., Kuo G., Weiner A.J., Overby L.R., Bradley D.W., Houghton M., Isolation of a cDNA clone derived from a blood-borne non-A, non-B viral hepatitis genome, Science, 1989, 244(4902):359-62.
2. World Health Organization. Hepatitis C., Fact sheet, 2012; N164: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs164/en/
3. Lindenbach B.D., Rice C.M., Unrevalling hepatitis C virus replication from genome to function, Nature, 2005, 436(7053):933-38.
4. Spahn C.M., Kieft J.S., Grassucci R.A., Penczek P.A., Zhou K., Doudna J.A. et al., Hepatitis C virus IRES RNA-induced changes in the conformation of the 40s ribosomal subunit, Science, 2001, 291(5510):1959-62.
5. Kolykhalov A.A., Mihalik K., Feinstone S.M., Rice C.M., Hepatitis C virus- encoded enzymatic activities and conserved RNA elements in the 3’ nontranslated region are essential for virus replication in vivo, J. Virol, 2000, 74(4):2046-51.
6. Santolini E., Migliaccio G., La Monica N., Biosynthesis and biochemical properties of the hepatitis C virus core protein, J. Virol, 1994; 68(6):3631-41.
7. Roingeard P., Hourioux C., Hepatitis C virus core protein, lipid droplets and steatosis J. Viral. Hepat, 2008, 15, p.157-64.
8. Miyoshi H., Fujie H., Shintani Y., Tsutsumi T., Shinzawa S., Makuuchi M. et al., Hepatitis C virus core protein exerts an inhibitory effect on suppressor of cytokine signaling (SOCS)-1 gene expression, J. Hepatol, 2005, 43(5):757-63.
9. Vassilaki N., Mavromara P., Two alternative translation mechanisms are responsible for the expression of the HCV ARFP/F/core+1 coding open reading frame, J. Biol. Chem., 2003, 278(42):40503-13.
10. Dalagiorgou G., Vassilaki N., Foka P., Boumlic A., Kakkanas A., Kochlios E. et al., High levels of HCV core+1 antibodies in HCV patients with hepatocellular carcinoma, J. Gen. Virol., 2011, 92(6):1343-51.
11. Cormier E., Durso R.J., Tsamis F., Boussemart L., Manix C., Olson W.C. et al., L-SIGN (CD209L) and DC-SIGN (CD209) mediate transinfection of liver cells by hepatitis C virus, Proc. Natl. Acad. Ssi. USA, 2004, 101(39):14067-72.
12. Pileri P., Uematsu Y., Campagnoli S., Galli G., Falugi F., Petracca R. et al.,
Binding of hepatitis C virus to CD81, Science, 1998, 282(5390):938-41.
13. Heo T.H., Lee S.M., Bartosch B., Cosset F.L., Kang C.Y., Hepatitis C virus E2 links soluble human CD81 and SR-B1 protein, Virus Res., 2006, 121(1):58-64.
14. Steinmann E., Pietschmann T., Hepatitis C virus p7-a viroporin crucial for virus assembly and an emerging target for antiviral therapy, Viruses, 2010, 2(9):2078-95.
15. Ma Y., Anantpadma M., Timpe J.M., Shanmugam, Singh S.M., Lemon S.M. et al., Hepatitis C virus NS2 protein serves as a scaffold for virus assembly by interacting with both structural and nonstructural proteins, J. Virol., 2011, 85(1):86-97.
16. Tomei L., Failla C., Santolini E., De Francesco R., La Monica N., NS3 is a serine protease required for processing of hepatitis C virus polyprotein, J. Virol., 1993, 67(7):4017-26.
17. Baril M., Racine M.E., Penin F., Lamarre D., MAVS dimer is a crucial signaling component of innate immunity and the target of hepatitis C virus NS3/4A protease, J. Virol., 2009, 83(3):1299-11.
18. Moradpour D., Penin F., Rice C.M., Replication of hepatitis C virus, Nat. Rev. Microbiol, 2007, 5(6):453-63.
19. Aligo J., Formation and function of hepatitis C virus replication complexes require residues in the carboxy-terminal domain of NS4B protein, J. Aligo, S. Jia, D. Manna, K.V. Konan, Virology, 2009, 393, p.68-83.
20. Tellinghuisen T., Marcotrigiano J., Rice C.M., Structure of the zinc-binding domain of an essential component of the hepatitis C virus replicase, Nature, 2005, 435(7040):374-79.
21. Gale M.Jr., Blakely C.M., Kwieciszewski B., Tan S.L., Dossett M., Tang N. M. et al., Control of PKR protein kinase by hepatitis C virus nonstructural 5A protein: molecular mechanisms of kinase regulation, Mol. Cell Biol., 1998, 18(9):5208-18.
22. Enomoto N., Sakuma I., Asahina Y., Kurosaki M., Murakami T., Yamamoto C. et al., Mutations in the nonstructural protein 5A gene and response to interferon in patients with chronic hepatitis C virus 1b infection, New Eng. J. Med., 1996, 334(2):77-81.
23. Yuan H.J., Jain M., Snow K.K., Gale M.Jr., Lee W.M., HALT-C Trial Group. Evolution of hepatitis C virus NS5A region in breakthrough patients during pegylated interferon and ribavirin therapy, J. Viral. Hepat., 2010, 17(3):208-16.
24. Ranjith-Kumar C.T., Gutshall L., Kim M.J., Sarisky R.T., Kao C.C. Requirements for de novo initiation of RNA synthesis by recombinant flaviviral RNA-dependent RNA polymerases, J. Virol., 2002, 76(24):12526-36.
25. Watashi K., Ishii N., Hijikata M., Inoue D., Murata T., Miyanari Y. et al., Cyclophilin B is a functional regulator of hepatitis C virus RNA polymerase, Mol. Cell., 2005, 19(1):111-22.
26. Ogata N., Alter H.J., Miller R.H., Purcell R.H., Nucleotide sequence and mutation rate of the H strain of hepatitis C virus, Proc. Natl. Acad. Ssi. USA, 1991, 88(8):3392-96.
27. Simmonds P., Genetic diversity and evolution of hepatitis C virus-15 years on, J. Gen. Virol., 2004, 85(11):3173-88.
28. Farci P., Shimoda A., Coiana A., Diaz G., Peddis G., Melpolder J.C. et al., The outcome of acute hepatitis C predicted by the evolution of the viral quasispecies, Science, 2000, 288(5464):339-44.
29. Simmonds P., Viral heterogeneity of the hepatitis C virus, J. Hepatol, 1999, 31(Suppl. 1):54-60.
30. Kalinina O., Norder H., Mukomolov S., Magnius L.O., A natural intergenotypic recombinant of hepatitis C virus identified in St. Petersburg, J. Virol., 2002, 76(8):4034-43.
31. Kalinina O., Norder H., Magnius L.O., Full-Length Open Reading Frame of a Recombinant hepatitis C Virus Strain from St. Petersburg: Proposed mechanism for its formation, J. Gen. Virol., 2004, 85(7):1853-57.
32. Shustov A.V., Kochneva G.V., Sivolobova G.F., Grazhdantseva A.A., Gavrilova I.V., Akinfeeva L.A. et al., Molecular epidemiology of the hepatitis C virus in Western Siberia, J. Med. Virol., 2005, 77(3):382-89.
33. Tallo T., Norder H., Tefanova V., Krispin T., Schmidt J., Ilmoja M. et al., Genetic characterization of hepatitis C virus strains in Estonia: fluctuations in the predominating subtype with time, J. Med. Virol., 2007, 79(4):374-82.
34. Demetriou V.L., van de Vijver D.A., Cyprus HCV Network, Kostrikis L.G., Chimonides S., Evgeniou A. et al., Molecular epidemiology of hepatitis C infection in Cyprus: evidence of polyphyletic infection, J. Med. Virol., 2009, 81(2):238-48.
35. Moreau I., Hegarty S., Levis J., Sheehy P., Crosbie O., Kenny-Walsh E. et al., Serendipitous identification of natural intergenotypicrecombinants of hepatitis C in Ireland, J. Virol., 2006, 3(95):1-7.
36. Чуб Е.В., Кочнева Г.В., Гранитов В.М., Нетесов С.В., Рекомбинанты вируса гепатита С типа 2k/1b у населения Алтайского края, Инфекционные болезни, 2007, 5(4):5-11.
37. Kurbanov F., Tanaka Y., Chub E., Maruyama I., Azlarova A., Kamitsukasa H. et al., Molecular epidemiology and interferon susceptibility of the natural recombinant hepatitis C virus strain RF1_2k/1b, J. Infect. Dis., 2008, 198(10):1448-56.
38. Morel V., Descamps V., François C., Fournier C., Brochot E., Capron D. et al., Emergence of a genomic variant of the recombinant 2k/1b strain during a mixed hepatitis C infection: a case report, J. Clin. Virol., 2010, 47(4):382-86.
39. Самохвалов Е.И., Николаева Л.И., Альховский С.В., Хлопова И.Н., Макашова В.В., Петрова Е.В. и др., Частота встречаемости отдельных субтипов вируса гепатита С в Московском регионе, Вопросы вирусологии, 2013, 58(1):36-40.
40. Raghwani J., Thomas X.V., Koekkoek S.M., Schinkel J., Molenkamp R., van de Laar T. et al., Origin and evolution of the unique hepatitis C virus circulating recombinant form 2k/1b, J. Virol., 2012, 86(4):2212-20.
41. Newman R.M., Kuntzen T., Weiner B., Berical A., Charlebois P., Kuiken C. et al., Whole Genome PyrosequencingofRareHepatitis C Virus Genotypes
Enhances Subtype Classification and Identification of Naturally Occurring Drug Resistance Variants, J. Infect. Dis., 2013, 208(1):17-31.
42. Bhattacharya D., Accola M.A., Ansari I.H., Striker R., Rehrauer W.M., Naturally occurring genotype 2b/1a hepatitis C virus in the United States, J. Virol., 2011, 8(458):doi:10.1186/1743-422X-8-458.
43. Lee Y.M., Lin H.J., Chen Y.J., Lee C.M., Wang S.F., Chang K.Y. et al., Molecular epidemiology of HCV genotypes among injection drug users in Taiwan: Full-length sequences of two new subtype 6w strains and a recombinant form_2b/6w, J. Med. Virol., 2009, 82(1):57-68.
44. Legrand-Abravanel F., Claudinon J., Nicot F., Dubois M., Chapuy-Regaud S., Sandres-Saune K. et al., New natural intergenotypic (2/5) recombinant of hepatitis C virus, J. Virol., 2007, 81(8):4357-62.
45. Noppornpanth S., Lien T.X., Poovorawan Y., Smits S.L., Osterhaus A.D., Haagmans B.L. et al., Identification of a Naturally Occurring Recombinant Genotype 2/6 Hepatitis C Virus, J. Virol., 2006, 80(15):7569-77.
46. Kageyama S., Agdamag D.M., Alesna E.T., Leaño P.S., Heredia A.M., Abellanosa-Tac-An I.P. et al., A natural inter-genotypic (2b/1b) recombinant of hepatitis C virus in the Philippines, J. Med. Virol., 2006, 78(11):1423-28.
47. Yokoyama K., Takahashi M., Nishizawa T., Nagashima S., Jirintai S., Yotsumoto S. et al., Identification and characterization of a natural inter- genotypic (2b/1b) recombinant hepatitis C virus in Japan, Arch. J. Virol., 2011, 156:1591-1601.
48. Hoshino H., Hino K., Miyakawa H., Takahashi K., Inter-genotypic recombinant hepatitis C virus strains in Japan noted by discrepancies between immunoassay and sequencing, J. Med. Virol., 2012; 1024:1018-24.
49. Colina R., Casane D., Vasquez S., Garcıa-Aguirre L., Chunga A., Romero H. et al., Evidence of intratypic recombination in natural populations of hepatitis C virus, J. Gen. Virol., 2004, 85(1):31-37.
50. Gao F., Nainan O., Khudyakov Y., Li J., Hong Y., Gonzales A. et al., Recombinant hepatitis C virus in experimentally infected chimpanzees, J. Gen. Virol., 2007, 88(1):143-47.
51. Okamoto H., Kurai K., Okada S., Yamamoto K., Lizuka H., Tanaka T. et al., Full- length sequence of a hepatitis C virus genome having poor homology to reported isolates: comparative study of four distinct genotypes, Virology, 1992, 188:331-41.
52. Simmonds P., Alberti A., Alter H.J., Bonino F., Bradley D.W., Brechot C. et al., A proposed system for the nomenclature of hepatitis C viral genotypes, Hepatology, 1994, 19(5):1321-24.
53. Tokita H., Okamoto H., Iizuka H., Kishimoto J., Tsuda F., Lesmana L. A. et al., Hepatitis C virus variants from Jakarta, Indonesia classifiable into novel genotypes in the second (2e and 2f), tenth (10a) and eleventh (11a) genetic groups, J. Gen. Virol., 1996, 77(2):293-301.
54. Tokita H., Okamoto H., Luengrojanakul P., Vareesangthip K., Chainuvati T., Iizuka H. et al., Hepatitis C virus variants from Thailand classifiable into five novel genotypes in the sixth (6b), seventh (7c, 7d) and ninth (9b, 9c) major genetic groups, J. Gen. Virol., 1995, 76(9):2329-35.
55. Robertson B., Myers G., Howard C., Brettin T., Bukh J., Gaschen B. et al., Classification, nomenclature, and database development for hepatitis C virus (HCV) and related viruses: proposals for standardization, International Committee on Virus Taxonomy, Arch Virol., 1998, 143(12):2493-2503.
56. Simmonds P., Bukh J., Combet C., Deléage G., Enomoto N., Feinstone S. et al., Consensus proposals for a unified system of nomenclature of hepatitis C virus genotypes, Hepatology, 2005, 42(4):962-73.
57. Smith D.B., Bukh J., Kuiken C., Muerhoff A.S., Rice C.M., Stapleton J.T. et al., Expanded classification of hepatitis C virus into 7 genotypes and 67 subtypes: updated criteria and genotype assignment WEB resource, Hepatology, 2014, 59(1):318-27.
58. Cornberg M., Razavi H., Alberti A., Bernasconi E., Buti M., Cooper C. et al., A systematic review of hepatitis C virus epidemiology in Europe, Canada and Israel, Liver Int., 2011, 31(Suppl. 2):30-60.
59. Sievert W., Altraif I., Razavi H.A., Abdo A., Ahmed E.A., Alomair A. et al., A systematic review of hepatitis C virus epidemiology in Asia, Australia and Egypt, Liver Int., 2011, 31(Suppl. 2):61-80.
60. Pybus O.G., Charleston M.A., Gupta S., Rambaut A., Holmes E.C., Harvey P. H., The epidemic behavior of the hepatitis C virus, Science, 2001, 292(5525): 2323-25.
61. Pybus O.G., Markov P.V., WuA., Tatem A.J. Investigating the endemic transmission of the hepatitis C virus, Int. J. Parasitol, 2007, 37(8):839-49.
62. Pouillot R., Lachenal G., Pybus O.G., Rousset D., Njouom R., Variable epidemic histories of hepatitis C virus genotype 2 infection in West Africa and Cameroon, Infect. Genet. Evol., 2008, 8(5):676-81.
63. Pybus O.G., Cochrane A., Holmes E. C., Simmonds P., The hepatitis C virus epidemic among injecting drug users, Infect. Genet. Evol., 2005, 5(2):131-39.
64. Tanaka Y., Agha S., Saudy N., Kurbanov F., Orito E., Kato T. et al., Exponential spread of hepatitis C virus genotype 4a in Egypt, J. Mol. Evol., 2004, 58(2):191-95.
65. Mizokami M., Tanaka Y., Tracing the evolution of hepatitis C virus in the United States, Japan, and Egypt by using the molecular clock, Clin. Gastroenterol. Hepatol, 2005, 3(10):82-85.
66. Pybus O.G., Barnes E., Taggart R., Lemey P., Markov P.V., Rasachak B. et al., Genetic history of hepatitis C virus in East Asia, J. Virol., 2009, 83(2):1071-82.
67. Lu L., Murphy D., Li C., Liu S., Xia X., Pham P. H. et al., Complete genomes of three subtype 6t isolates and analysis of many novel hepatitis C virus variants within genotype 6, J. Gen. Virol., 2008, 89(2):444-52.
68. Dunford L., Carr M.J., Dean J., Waters A., Nguyen L.T. et al., Hepatitis C Virus in Vietnam: High Prevalence of Infection in Dialysis and Multi- Transfused Patients Involving Diverse and Novel Virus Variants, PLoS ONE. 2012, 7(8):e41266.
69. Bracho M.A., Carrillo-Cruz F.Y., Ortega E., Moya A., González-Candelas F., A new subtype of hepatitis C virus genotype 1: complete genome and phylogenetic relationships of an Equatorial Guinea isolate, J. Gen. Virol., 2006, 87(6):1697-1702.
70. Jeannel D., Fretz C., Traore Y., Kohdjo N., Bigot A., Pê Gamy E. et al., Evidence for high genetic diversity and long-term endemicity of hepatitis C virus genotypes 1 and 2 in West Africa, J. Med. Virol., 1998, 55(2):92-97.
71. Li C., Cao H., Lu L., Murphy D., Full-length sequences of 11 hepatitis C virus genotype 2 isolates representing five subtypes and six unclassified lineages with unique geographical distributions and genetic variation patterns, J. Gen. Virol., 2012, 93(6):1173-84.
72. Sulbarán M.Z., Di Lello F.A., Sulbarán Y., Cosson C., Loureiro C.L., Rangel H.R. et al., Genetic history of hepatitis C virus in Venezuela: high diversity and long time of evolution of HCV genotype 2, PLoS One, 2010, 5(12):e14315.
73. Gededzha M.P., Selabe S.G., Kyaw T., Rakgole J.N., Blackard J.T., Mphahlele M.J., Introduction of new subtypes and variants of hepatitis C virus genotype 4 in South Africa, J. Med. Virol., 2012, 84(4):601-607.
74. Katsoulidou A., Sypsa V., Tassopoulos N.C., Boletis J., Karafoulidou A., Ketikoglou I., Tsantoulas D. et al., Molecular epidemiology of hepatitis C virus (HCV) in Greece: temporal trends in HCV genotype-specific incidence and molecular characterization of genotype 4 isolates, J. Viral. Hepat, 2006, 13(1):19-27.
75. Eriksen M.B., Jørgensen L.B., Krarup H., Laursen A.L., Christensen P.B., Møller A. et al., Molecular and epidemiological profiles of hepatitis C virus genotype 4 in Denmark, J. Med. Virol., 2010, 82(11):1869-77.
76. Кузин С.Н.,Самохвалов Е.И., Заботина Е.Е., Кудрявцева Е.Н., Крель П.Е., Корабельникова М.И. и др., Структура генотипов вируса гепатита у пациентов с хроническим гепатитом С, Журн. микробиол, 2011, 3:33-38.
77. Pham D.A., Leuangwutiwong P., Jittmittraphap A., Luplertlop N., Bach H. K., Akkarathamrongsin S. et al., High prevalence of Hepatitis C virusgenotype6 in Vietnam, Asian Pac J Allergy Immunol, 2009, 27(2-3):153-60.
78. Tanimoto T., Nguyen H.C., Ishizaki A., Chung P.T., Hoang T.T., Nguyen V.T. et al., Multiple routes of hepatitis C virus transmission among injection drug users in Hai Phong, Northern Vietnam, J Med Virol., 2010, 82(8):1355-63.
79. Pham V.H., Nguyen H.D., Ho P.T., Banh D.V., Pham H.L. et al., Very high prevalence of hepatitis C virus genotype 6 variants in southern Vietnam: largescale survey based on sequence determination, Jpn. J. Infect. Dis., 2011, 64:537-39.