亢麗娟 劉俊儀 王佳麗

摘要：艾滋病和丙型肝炎是兩種比較常見的傳染性疾病，其傳播途徑相同，均可通過血液、性接觸、母嬰垂直傳播等途徑感染，而艾滋病合并丙型肝炎感染可加重肝臟損害，導(dǎo)致發(fā)展為慢性感染的可能性增加，嚴(yán)重危害人類的健康和生命安全。目前關(guān)于丙型肝炎和合并感染艾滋病在人體內(nèi)的相關(guān)作用機(jī)制并不清楚。因此，本文對(duì)艾滋病以及合并感染丙型肝炎患者外周血轉(zhuǎn)錄組學(xué)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，通過探索其相關(guān)免疫通路、基因表達(dá)差異等方面的相關(guān)作用，為艾滋病、丙型肝炎與宿主相互作用、致病機(jī)理以及新藥開發(fā)提供新的思路，為二者在診斷、治療和預(yù)防提供重要的理論意義和臨床應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：艾滋??；丙型肝炎；轉(zhuǎn)錄組學(xué)

中圖分類號(hào)：R512.91? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2024.11.037

文章編號(hào)：1006-1959（2024）11-0175-06

Transcriptomic Study of AIDS Complicated with Hepatitis C Infection

Abstract：AIDS and hepatitis C are two common infectious diseases with the same route of transmission， which can be infected through blood， sexual contact， mother-to-child vertical transmission and so on. AIDS combined with hepatitis C infection can aggravate liver damage， lead to the increase of the possibility of developing into chronic infection， and seriously endanger human health and life safety. At present， the mechanism of hepatitis C and co-infection with AIDS in the human body is not clear. Therefore， this paper summarizes the related contents of peripheral blood transcriptomics in patients with AIDS and co-infection with hepatitis C. By exploring the related immune pathways and gene expression differences， it provides new ideas for the interaction between AIDS， hepatitis C and host， pathogenic mechanism and new drug development， and provides important theoretical significance and clinical application value for the diagnosis， treatment and prevention of AIDS and hepatitis C.

Key words：AIDS;Hepatitis C;Transcriptomics

艾滋病又稱為獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS），是由于機(jī)體感染人類免疫缺陷病毒（HIV），感染人體后主要侵犯人體CD4+T淋巴細(xì)胞，導(dǎo)致機(jī)體免疫功能的改變，從而發(fā)生機(jī)會(huì)性感染[1]，而丙型肝炎病毒（HCV）主要引起機(jī)體肝臟損害，容易發(fā)展為慢性肝炎、肝硬化以及肝癌[2]，二者從感染機(jī)體的方式上看似沒有太大關(guān)聯(lián)，但是由于HIV和HCV具有相同的傳播途徑，二者都可通過血液、性接觸、母嬰垂直傳播等途徑感染，HIV感染患者中部分人群合并感染HCV成為臨床可見的合并感染疾病。HIV合并感染HCV發(fā)生肝硬化以及肝臟相關(guān)事件的進(jìn)展比單一感染者更快[3]，導(dǎo)致機(jī)體先天免疫激活，引發(fā)其他合并癥和有害作用。目前，關(guān)于HCV和合并感染HIV在機(jī)體內(nèi)的相關(guān)作用機(jī)制還不清楚，因此，本文將通過闡述AIDS及丙型肝炎感的轉(zhuǎn)錄組學(xué)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜述，探索其在分子層面的相關(guān)免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，為艾滋病、丙型肝炎與宿主相互作用、致病機(jī)理提供新的思路。

1 AIDS、丙型肝炎的流行病學(xué)資料

1.1 AIDS流行病學(xué)? AIDS是由HIV感染而引起的，通過破壞人類CD4+T細(xì)胞，具有高度的親嗜性，從而導(dǎo)致感染者機(jī)體一些相關(guān)免疫功能部分或完全喪失。隨著CD4+T細(xì)胞數(shù)目的相對(duì)減少，繼而發(fā)生機(jī)會(huì)性感染、腫瘤等臨床表現(xiàn)[4]。據(jù)報(bào)道[5]，全國報(bào)告感染了HIV感染患者已經(jīng)有95.8萬人，性傳播占比90%左右，為目前感染的主要傳播途徑。傳播途徑由最早期的注射靜脈吸毒傳播為主逐漸演變到了現(xiàn)在的以性傳播為主的感染途徑，而且當(dāng)前男性同性間的性行為者是HIV感染風(fēng)險(xiǎn)最高的人群[1]。高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療（HAART）是目前關(guān)于艾滋病在治療過程中最有效的方法。我國已接受抗病毒治療的AIDS感染患者的病毒抑制率已經(jīng)從2011年的85%上升到了2018年的94%，這一數(shù)據(jù)證實(shí)了我國以7種免費(fèi)抗病毒藥物為基礎(chǔ)開展的HAART療法的有效性[6]。聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署于2014年提出了“三個(gè)90%”防治戰(zhàn)略性的目標(biāo)，即到2020年，90%的HIV感染者知曉自身感染狀態(tài)，90%的AIDS確診者獲得持續(xù)的抗病毒治療，90%的抗病毒治療者體內(nèi)病毒得到抑制[7]。

1.2丙型肝炎流行病學(xué)? 丙型肝炎簡(jiǎn)稱丙肝，是由HCV引起的一種以肝臟損害為主的主要經(jīng)血液傳播的一組全身性傳染性疾病[8]。該病容易發(fā)展成慢性肝炎、肝硬化，甚至肝癌，是導(dǎo)致肝硬化和肝癌的主要原因之一。目前，丙型肝炎是我國最常見的病毒性肝炎之一，HCV是黃病毒科丙型肝炎病毒屬的一類單股正鏈RNA病毒，病毒結(jié)構(gòu)包括包膜、核衣殼及核酸等，含有6個(gè)基因型及其他不同亞型[9]。HCV感染與基因型有密切關(guān)系，具有地域性差異。在不同的國家中，由于HCV基因分型的不同，導(dǎo)致治療后的應(yīng)答效應(yīng)也不盡相同[10]。因此，應(yīng)針對(duì)不同基因型采取相對(duì)應(yīng)的治療方式。我囯常見的HCV基因分型為1b和2a型，以1b型為主，其次為2和3型，未見基因4和5型報(bào)告，6型相對(duì)較少[11]。HCV的傳播途徑有多種，主要以血液傳播（靜脈注射吸毒和輸血）為主，也可以通過性傳播、家庭內(nèi)接觸和母嬰傳播[12]。此外，目前仍有許多丙型肝炎患者感染的傳播途徑不明確，這體現(xiàn)出了HCV傳播途徑的綜合性和隱匿性。

1.3丙型肝炎和AIDS? HCV和HIV具有相同的傳播途徑，均可通過血液、性接觸、母嬰垂直傳播等途徑感染，因此HIV感染患者中的一部分人群同時(shí)合并HBV、HCV感染成為臨床可見的感染疾病。HIV/HCV共感染的患者在感染數(shù)十年后發(fā)展為慢性丙型肝炎，但肝硬化的進(jìn)展比HCV單一感染者更快，導(dǎo)致較高的肝臟相關(guān)事件（LRE）發(fā)生率，如肝臟失代償、終末期肝病、肝細(xì)胞癌（HCC）和肝臟相關(guān)死亡[3]。經(jīng)HAART治療之后，HIV感染者的死亡率已經(jīng)有所降低，但由HCV感染引起的肝臟性疾病成為HIV感染患者死亡的原因之一，因此進(jìn)行HCV以及合并HIV感染患者的轉(zhuǎn)錄組分析，可以從分子機(jī)制、生物角度探討相互作用影響，為二者的疾病診斷、治療和預(yù)防提供實(shí)際的指導(dǎo)意義。

2轉(zhuǎn)錄組測(cè)序

2.1轉(zhuǎn)錄組學(xué)的發(fā)展過程? 轉(zhuǎn)錄組從狹義的角度上來講，是指經(jīng)過轉(zhuǎn)錄而表達(dá)生成的mRNA的全部數(shù)量[13]；但從廣義上看，是指在特定的條件下，在個(gè)體或者個(gè)體中的組織細(xì)胞通過轉(zhuǎn)錄所有的轉(zhuǎn)錄本RNA，它包括參與編碼區(qū)蛋白的mRNA和長鏈非編碼區(qū)RNA（LncRNA）。LncRNA指的是不參與關(guān)于蛋白質(zhì)編碼的RNA基因，但其在蛋白處理生產(chǎn)過程中占有十分重要的地位，例如tRNA主要參與蛋白質(zhì)翻譯，microRNA參與蛋白組基因表達(dá)調(diào)控等[14]。自從20世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以來，人們關(guān)于DNA的發(fā)現(xiàn)研究不斷深入，DNA的相關(guān)測(cè)序技術(shù)也在不斷提高[15]。伴隨著后基因時(shí)代的到來，人們對(duì)于基因有了更加深層次的交流與探索，將重點(diǎn)放在了基因序列所對(duì)應(yīng)的生命信息領(lǐng)域上，特別是在20世紀(jì)90年代的HGP計(jì)劃中，著重推動(dòng)了DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，從而使得DNA測(cè)序技術(shù)出現(xiàn)了三代更新[16]。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，同時(shí)衍生出了轉(zhuǎn)錄組相關(guān)測(cè)序技術(shù)（RNA-seq）。

2.2轉(zhuǎn)錄組測(cè)序? 文庫制備、核酸提取mRNA文庫制備包含5個(gè)步驟，即RNA斷裂、逆轉(zhuǎn)錄、接頭連接、文庫清理和擴(kuò)增、文庫定量和質(zhì)量控制[17]。測(cè)序出來的相關(guān)數(shù)據(jù)需要通過熒光圖像顯現(xiàn)出來，轉(zhuǎn)錄出來的數(shù)據(jù)量很大，一般可以達(dá)到TB字節(jié)，最后得到的數(shù)據(jù)通常為FASTQ格式，然后通過相對(duì)應(yīng)的儀器進(jìn)行輸出，接下來讀取每個(gè)位置相關(guān)的堿基質(zhì)量，通過分析得到最終的數(shù)據(jù)，就可以對(duì)測(cè)序質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估[18]。總RNA的提取是采用專門的核酸提取試劑盒，并用分光光度計(jì)和Nanodrop 2000檢測(cè)RNA完整性和濃度[19]。

2.3轉(zhuǎn)錄組優(yōu)點(diǎn)? 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與基于雜交微陣列的方法相比，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)包括靈敏度提高和更大的動(dòng)態(tài)范圍，它能夠檢測(cè)未注釋的轉(zhuǎn)錄本和轉(zhuǎn)錄本亞型，更重要的是能夠?qū)NA進(jìn)行數(shù)字量化（計(jì)數(shù)）分子。此外，RNA-seq有可能量化低表達(dá)基因，揭示基因表達(dá)的細(xì)微變化，發(fā)現(xiàn)新基因、轉(zhuǎn)錄亞型和等位基因變體用于蛋白質(zhì)組學(xué)分析[20]。因此，RNA的數(shù)字量化簡(jiǎn)化了基因表達(dá)的統(tǒng)計(jì)分析和其變異性的解釋。

3丙型肝炎與合并感染患者轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究

3.1單感染HCV的相關(guān)轉(zhuǎn)錄組分析

3.1.1未治療的丙型肝炎單感染患者? HCV的慢性感染表現(xiàn)為先天免疫反應(yīng)失調(diào)和多水平的T細(xì)胞功能受損。這些變化可能會(huì)影響對(duì)其他感染的易感性、對(duì)抗病毒治療的反應(yīng)性、疫苗反應(yīng)性以及并發(fā)癥（如肝細(xì)胞癌）的發(fā)展。在沒有治療的情況下，單一HIV和HCV感染的疾病進(jìn)展有顯著差異[21]。已有研究表明[22]，單一HIV和HCV感染者中的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)存在差異性。研究發(fā)現(xiàn)[23]，HIV感染者轉(zhuǎn)錄組中有600多種基因表達(dá)差異，而HCV感染者中僅有100多種基因顯著表達(dá)，但干擾素刺激基因中ISG15、IFIT3、ILI44L、CXCL8在二者單感染患者中均普遍上調(diào)。這些研究中主要強(qiáng)調(diào)了干擾素刺激基因在單感染中的進(jìn)展，這是因?yàn)棰裥透蓴_素（IFN）在病毒性疾病的控制中到至關(guān)重要的作用，因此其在干擾素誘導(dǎo)蛋白的介導(dǎo)下具有有效的抗病毒作用[24]。

3.1.2經(jīng)治療后的丙型肝炎單感染患者? 高效直接抗病毒（DAA）療法改變了慢性丙型肝炎的治療效果，預(yù)期治愈率超過了95%[25]。有學(xué)者[26]通過使用單細(xì)胞mRNA測(cè)序技術(shù)，在無干擾素DAA治療之前、期間和之后分別研究了分離的外周血T細(xì)胞的整體轉(zhuǎn)錄譜，結(jié)果表明在單細(xì)胞分辨率下，繪制的T細(xì)胞在DAA開始后早期有顯著的轉(zhuǎn)錄組變化，并且這些變化在DAA治療完成后仍持續(xù)存在。具體來說，許多不同的T細(xì)胞亞群中，與先天免疫激活和干擾素信號(hào)（如ISG15、ISG20、IFIT3、OAS和MX1）相關(guān)的轉(zhuǎn)錄物顯著減少。此外，有研究還發(fā)現(xiàn)[27]，循環(huán)T細(xì)胞中參與免疫激活抑制的基因DUSP1的早期上調(diào)。這一研究在接受DAA治療患者的單細(xì)胞水平上提供了深入的轉(zhuǎn)錄分析，證明慢性HCV感染的無干擾素抗病毒治療在治療早期、期間和長期后誘導(dǎo)了T細(xì)胞群內(nèi)先天免疫和干擾素信號(hào)傳導(dǎo)的變化，為探索DAA處理對(duì)大量T細(xì)胞的影響提供了豐富的數(shù)據(jù)來源。

3.2丙型肝炎合并感染的相關(guān)轉(zhuǎn)錄組分析

3.2.1經(jīng)抗病毒治療丙型肝炎合并患者? 近十多年以來，以IFN為基礎(chǔ)的治療是抗丙型肝炎病毒治療的主要方法。聚乙二醇-干擾素-α（peg-IFN-α）/利巴韋林抗病毒治療可清除HCV，進(jìn)而降低HIV/HCV共感染患者的臨床事件和死亡風(fēng)險(xiǎn)[28]。然而，應(yīng)用peg-IFN-α/利巴韋林抗病毒治療后，仍有部分治愈的患者保持較低的肝纖維化進(jìn)展速率，其肝纖維化消退緩慢，可能發(fā)生肝癌相關(guān)事件[29]。因此，在根除HCV后，有必要對(duì)肝硬化患者進(jìn)行監(jiān)測(cè)。有研究[28]對(duì)HIV/HCV共感染患者外周血單個(gè)核細(xì)胞進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)果表明經(jīng)干擾素為基礎(chǔ)的治療根除HCV并不能完全恢復(fù)共感染患者的基因表達(dá)，尤其是肝硬化患者發(fā)生肝癌相關(guān)事件及其他并發(fā)癥的危害性作用。

直接作用抗病毒（DAAs）的出現(xiàn)改變了HCV的治療，其可降低失代償肝硬化患者的肝癌發(fā)生事件[30]。有研究[31]在DAA治療后根除HCV的共感染患者血漿免疫系統(tǒng)和外周血單個(gè)核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)發(fā)現(xiàn)，患者在免疫水平和肝病標(biāo)志物方面有所改善，主要編碼趨化因子和抗病毒蛋白的ISG的表達(dá)降低，然而盡管免疫反應(yīng)的某些方面得到了恢復(fù)，但其他方面仍有所改變。因此，長期慢性HCV感染可能導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的不可逆損害，可能是通過誘導(dǎo)病毒根除后持續(xù)存在的表觀遺傳變化。然而，由于病毒-宿主相互作用非常復(fù)雜，很難知道哪些基因表達(dá)變化與臨床相關(guān)[32]。

3.2.2經(jīng)HAART治療后合并感染患者? 慢性免疫激活和炎癥在1型HIV（HIV-1）感染過程中發(fā)揮著有害作用。盡管患者進(jìn)行了完全抑制性抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療（ART），但HIV仍持續(xù)存在，從而增加了接受治療的患者發(fā)生嚴(yán)重非AIDS相關(guān)發(fā)病率和死亡率的風(fēng)險(xiǎn)[33]。與HIV-1單一感染相比，HCV合并感染可能直接或間接地發(fā)揮類似作用，通過加速肝纖維化進(jìn)展，進(jìn)而增加肝功能衰竭和死亡風(fēng)險(xiǎn)[34]。

與HIV單一感染相比，HCV合并感染的患者是否會(huì)增加與HIV相關(guān)的免疫激活仍存在一些爭(zhēng)議[35]。通過了解HCV合并感染是否會(huì)增加HIV感染患者的全身免疫激活和（或）炎癥，應(yīng)有助于闡明合并感染HCV的HIV患者一些相關(guān)性問題。有學(xué)者[36]通過研究已接受HAART治療的患者中漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（pDC）IFN-a/TLR7通路和激活標(biāo)志物以及干擾素刺激基因（ISG）的表達(dá)，結(jié)果表明即使在最小纖維化的情況下，HCV基因1型的復(fù)制增強(qiáng)了Ⅰ型IFN信號(hào)傳導(dǎo)的激活，并加劇了在HCV-HIV-1合并感染患者中免疫相關(guān)指標(biāo)的改變；該研究結(jié)果還顯示，合并感染患者HCV會(huì)激活Ⅰ型肝臟IFN途徑，且與外周血漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞耗竭增加有關(guān)，但與T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞的免疫激活增加無關(guān)。

4總結(jié)與展望

轉(zhuǎn)錄組測(cè)序是利用高通量測(cè)序技術(shù)快速全面地獲取生物樣本在特定時(shí)間的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。通過cDNA合成之前添加額外的分離和富集步驟，可以獲得不同類型的RNA。目前，RNA-seq主要用于mRNA、小RNA、非編碼RNA以及microRNA的研究。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序可以從分子角度進(jìn)一步揭示病毒學(xué)作用機(jī)制，目前已有一部分關(guān)于丙型肝炎以及合并感染相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組分析，但側(cè)重點(diǎn)各不相同，研究中從微觀的角度對(duì)未治療和治療后的患者不同細(xì)胞進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，為臨床決策提供了許多參考。

隨著醫(yī)療藥物的出現(xiàn)與更新，病毒得到了抑制，一些參與先天免疫激活的細(xì)胞因子和干擾素刺激基因在藥物的作用下表達(dá)下降。研究發(fā)現(xiàn)，在未治療的丙型肝炎患者和AIDS患者中有上百種基因表達(dá)差異，一些趨化因子（CXCL8、10）以及干擾素刺激基因（ISG15、IFIT3、ILI44L）的上調(diào)，參與機(jī)體炎癥反應(yīng)及通路的調(diào)控，嚴(yán)重威脅患者生命安全。直到抗病毒藥物的出現(xiàn)，經(jīng)治療后這些表達(dá)基因下調(diào)，對(duì)病毒起到了一定的抑制作用。因此，為了了解其中作用機(jī)制，需要對(duì)不同的細(xì)胞進(jìn)行差異基因表達(dá)的分析，為相關(guān)機(jī)制調(diào)控提供新的線索。目前，通過研究HCV和HIV感染者中T細(xì)胞群內(nèi)先天免疫和干擾素信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，治療后CD8+T細(xì)胞相對(duì)低的更新率可能是維持疾病不進(jìn)展的一個(gè)原因。此外，在研究中還發(fā)現(xiàn)，HCV基因1型的復(fù)制增強(qiáng)干擾素信號(hào)傳導(dǎo)并加劇了HIV/HCV合并感染患者中免疫相關(guān)指標(biāo)的改變等。以上研究結(jié)果表明，通過在轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了許多有利于闡明病毒作用機(jī)制的證據(jù)，為了解清楚病毒復(fù)制侵?jǐn)_宿主細(xì)胞提供了有力的支撐。

目前國內(nèi)對(duì)與AIDS和合并丙型肝炎感染患者治療前后的細(xì)胞水平進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序方面的研究較少，應(yīng)著手此方向的研究。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序從分子水平揭示細(xì)胞免疫狀態(tài)是當(dāng)前的熱點(diǎn)話題，可以通過尋找不同差異表達(dá)的基因，從分子機(jī)制角度揭示經(jīng)治療后HCV及合并感染對(duì)人體的影響，為丙型肝炎和AIDS的診斷、治療和預(yù)防提供重要的理論意義和臨床應(yīng)用價(jià)值。

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