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阻断乙型肝炎病毒母婴传播的研究进展

更新时间:2003年01月30日00:00:00    作者:战胜乙肝网    文章来源:医学空间V6.1
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阻断乙型肝炎病毒母婴传播

王建设 朱启镕

复旦大学附属儿科医院传染病研究室

 

  乙型肝炎病毒(HBV)感染仍是一个世界性的公共卫生问题,世界卫生组织估计2000年全球慢性携带者有4亿。我国是乙型肝炎的高流行区,慢性HBV感染者约1.3亿。我国的慢性HBV携带者多始于儿童期感染。虽然儿童慢性HBV感染多无临床症状,但其中约40%有丙氨酸转氨酶升高。慢性HBV感染者以后可发展为慢性肝炎、肝硬化,还与肝细胞肝癌的发生密切相关。

  母婴传播是形成慢性HBV感染的重要原因。我国的慢性HBV感染者约有30-50%是通过母婴传播形成的。如果不实施乙肝疫苗接种,乙型肝炎表面抗原(HBsAg)单阳性母亲的婴儿约40%在半岁内出现HBsAg阳性,而HBsAg和乙型肝炎e抗原(HBeAg)双阳性母亲的婴儿HBsAg阳性率高达90%以上。这些婴儿多变为慢性HBV感染,形成新的传染源。虽然干扰素-α和新近上市的拉米夫定对慢性乙型肝炎有一定疗效,但远非理想。因此阻断HBV母婴传播对控制HBV流行及其相关疾病具有重要意义。

  接种乙肝疫苗是预防慢性HBV感染及相关肝细胞肝癌的有效手段。台湾是世界上第一个实行新生儿普种乙肝疫苗的地区,实施乙肝疫苗接种以后,10岁以下儿童HBsAg携带率从接种前的9.8%明显下降到接种后的1.3%。儿童肝细胞肝癌的发生率也明显下降。我国自1992年推行新生儿普种乙肝疫苗,城市乙肝疫苗接种率已达90%。在乙肝疫苗接种率高的地区,儿童HBsAg携带率已降至1%以下。现在,国家又将乙肝疫苗列入了计划免疫范围,对所有新生儿免费接种,必将进一步提高西部和贫困地区乙肝疫苗的接种率。

  接种乙肝疫苗的最终目的是完全消除HBV感染。现行的免疫接种措施虽可阻断大部分HBV母婴传播,但仍有免疫失败发生(慢性HBV感染)。研究接种乙肝疫苗免疫失败的相关因素及机制进而制定相应对策是根除HBV流行的关键。

                 不同免疫策略的母婴传播阻断效果

  目前我国主要使用基因重组酵母乙肝疫苗,每次5ug,按0、1、6程序接种。对HBsAg阳性母亲的新生儿,其第一针接种要求尽早进行。农村地区以推行新生儿普种乙肝疫苗为主,经济发达地区则在推行新生儿普种乙肝疫苗的基础上对孕妇进行HBsAg筛查,对HBsAg阳性孕妇所生新生儿推荐主被动联合免疫。国外多要求对所有HBV携带母亲的婴儿主被动联合免疫,即出生12小时内注射乙肝免疫球蛋白(HBIG)0.5ml(折合100IU),同时不同部位注射乙肝疫苗。我国曾对血源乙肝疫苗进行了大量研究,单用疫苗对母婴传播的阻断效果和使用乙肝疫苗的剂量在一定范围呈正相关。北京和上海等地对单用疫苗或不同方案联合HBIG对母婴传播阻断效果的比较研究发现联合免疫的保护效果优于单用疫苗。

  曾有担心主被动联合免疫短期保护效果虽好,但会影响主动免疫的长期效果,影响长期保护率。迄今为止,大量长期随访资料已证明这种担心完全是多余的。在已发表的大量文献中,联合免疫组保护性抗体持续时间较单用疫苗组相同或稍长,说明联合使用HBIG不影响乙肝疫苗的长期免疫力。以血清HBsAg阳性率和慢性感染率为指标,我院对624例儿童进行平均6.14年的长期随访发现,6月龄内出现HBsAg阳性率及形成慢性感染的比例以单用疫苗组明显为高,而以后长期随访中新出现的HBsAg阳性及慢性感染率在单用疫苗组和联合免疫组非常接近,无显著性差别,因此总的HBsAg阳性率和慢性感染率仍以联合免疫组显著低于单用疫苗组。故从总的母婴阻断效果来看,为最大限度减少HBV母婴传播,在经济条件许可时对HBV携带母亲的婴儿应采用主被动联合免疫。

  血源疫苗虽然具有良好的预防效果,但来源受限,而基因重组酵母乙肝疫苗纯度高、价廉易得、又无血液制品之虑,更易于为群众接受,因此我国现已在全国范围用基因重组疫苗替代血源疫苗。5ug酵母重组乙肝疫苗的人群免疫效果及母婴传播阻断效果和30ug血源疫苗相仿。对携带HBV母亲所生婴儿也主张联合免疫。目前用于母婴传播阻断的酵母重组乙肝疫苗有5ug和10ug两种剂型。国外资料表明在正常婴儿中10ug疫苗诱导的保护性抗体滴度较5ug为高。

                     免疫失败及相关因素

  即使使用主被动联合免疫,HBsAg阳性母亲的婴儿仍有慢性HBV感染发生。按程序接种乙肝疫苗或进行主被动联合免疫仍发生HBV感染即称为免疫失败。免疫失败率和孕妇血清病毒含量及免疫程序有关。单用疫苗时HBV-DNA阳性母亲的婴儿免疫失败率15%,而当HBV-DNA大于1000MEq/ml(Chiron定量法),40%婴儿发生免疫失败,即使使用HBIG和乙肝疫苗联合免疫,免疫失败率也有25%。我们的资料表明,单用疫苗时,双阳性(HBsAg和HBeAg均阳性)母亲的婴儿HBV慢性感染率25%左右,单阳性母亲的婴儿慢性感染率约10%。联合免疫时,双阳性母亲的婴儿慢性感染率10%,单阳性母亲的婴儿慢性感染率约4%。这些儿童可出现HBsAg和/或HBV-DNA阳性。除母亲血清病毒含量和接种程序外,免疫失败还可有多方面的原因,如机体免疫功能低下、合并其他疾病、病毒变异、生产方式及哺乳等,目前引起广泛关注的是乙型肝炎病毒的变异,而宫内已感染HBV是预防的难点。

  宫内感染

  大部分母婴传播免疫失败因宫内已感染HBV引起。过去一般认为产时和产后感染是母婴传播的主要途径,而宫内感染所占比例较低。随着检测技术的进步,近年研究发现宫内感染的比例并不象以往想象的那么低。引产胎儿肝脏或血液的HBV感染标志检出率可达40%。我院自1978年开始对HBsAg阳性母亲的婴儿进行随访,以出生时外周静脉血HBsAg阳性并持续阳性6个月以上为宫内感染指标,宫内感染率约16%。对一组HBsAg阳性母亲的婴儿平均6.14年的随访研究发现,接种乙肝疫苗免疫失败呈慢性HBV感染首次HBsAg阳性始于6月龄以前占82%,即属于母婴传播免疫失败。其中双阳性母亲所生孩子单用乙肝疫苗阻断母婴传播呈免疫失败的儿童中70%是因为宫内感染,而使用HBIG和乙肝疫苗联合免疫呈阻断失败的儿童几乎均为宫内感染引起,说明宫内感染是引起乙肝疫苗母婴传播阻断失败的最主要原因。

  宫内感染易于慢性化。Tang在1984-1996年曾对12名宫内感染婴儿长期随访,12名婴儿全部为慢性HBV感染,在随访至12岁时,只有2名婴儿HBeAg有阳性转阴性,1例HBsAg在4岁转阴出现抗-HBs。宫内感染率的高低主要和孕妇血中病毒含量有关,表现为HBsAg高滴度、HBeAg阳性、HBV-DNA高水平者宫内感染率高,这与导致胎盘裂隙形成、胎盘屏障破坏的因素如无形损伤、先兆流产等因素均有关。

  宫内感染易引起免疫失败是因为特异性免疫耐受。其机制多认为因胎儿期免疫功能发育尚不成熟,此期接触HBV抗原引起免疫耐受所致对HBV抗原的特异性无反应,包括对HBsAg、HBcAg等抗原的无反应。我们最近的研究发现,宫内感染免疫失败儿童的外周血单个核细胞在特异性抗原刺激下表现为以IFN-γ为代表的1型细胞因子反应和以白细胞介素4为代表的2型细胞因子反应均低下,其中以1型细胞因子反应低下更明显,反映抗原提呈细胞功能的白细胞介素12反应也低于正常免疫儿童。说明宫内感染免疫耐受的机理是特异性刺激时抗原提呈细胞和1型、2型细胞因子反应均呈低下。1型细胞因子低下不能清除病毒,2型细胞因子反应低下与不能产生抗-HBs有关。

  HBeAg阳性母亲的婴儿更易发生免疫失败的原因,可能还与e抗原的特性有关。动物实验发现HBeAg和HBcAg虽具有共同序列,但因空间构象不同可引起不同的免疫反应。Milich发现,用HBcAg免疫小鼠可诱导Th1为主的免疫反应,而HBeAg免疫小鼠诱导Th2为主的反应,一般认为Th1反应和感染的清除有关,而Th2反应使感染持续。Milich还在转基因鼠研究中发现可溶性HBeAg通过Fas-FasL介导的凋亡耗竭HBeAg和HBcAg特异性的炎症性Th1细胞,从而使免疫反应倾向于Th2方向,促进病毒感染的持续。我们最近的研究发现HBeAg能由母体通过胎盘传至胎儿,但婴儿体内检测不到其抗体反应。

  生产方式和哺乳的影响

  因HBV携带母亲的血液、羊水、阴道分泌物及初乳中可有较高HBV-DNA检出率,所以生产方式及哺乳和免疫失败的关系受到家庭和社会的广泛关注。因自然分娩新生儿通过产道时可吞入有传染性的母亲分泌物和血液,并且最近Lin等发现自然分娩时母亲血液渗透到婴儿的量较剖宫产时明显为多,因此提出通过剖宫产减少HBV母婴传播。

  虽然剖宫产可减少婴儿接触母亲有传染性物质的机会,但有关阻断HBV母婴传播的临床观察结果并不一致。在实施乙肝疫苗接种前,Beasley和Stevens就观察到对HBsAg高滴度的母亲行剖宫产并未能使其婴儿免受HBV感染。而Lee等在一组HBeAg阳性母亲使用主被动联合免疫(HBIG用量50IU)的儿童中虽观察到剖宫产降低出生时婴儿HBV-DNA阳性率及6月龄内HBV感染率,但未观察常用于评价免疫阻断效果的12月龄HBsAg阳性率和慢性HBV感染率。Chen等的观察发现不同生产方式间免疫失败率并无差别。我们使用100IU HBIG(是目前推荐使用的剂量)和乙肝疫苗联合免疫用于阻断母婴传播时,观察到1岁时HBsAg阳性率和慢性HBV感染率在不同分娩方式间非常接近,差异无统计学显著性。

  虽然大量报道在乳汁中检出HBV-DNA,但有关不同喂养方式和免疫失败关系的资料很少。有作者观察到HBIG和乙肝疫苗联合免疫的HBsAg阳性母亲的婴儿采用母乳喂养时6月龄和1岁时抗HBs阳性率低于人工喂养儿,但两组婴儿HBsAg携带率无统计学显著性意义,作者认为可能和病例数较少有关。而来源于其他作者的有限资料并未发现不同喂养方式间抗-HBs阳性率有差别。

  考虑到剖宫产将直接增加医疗费用、延迟产妇康复、延长病人住院时间,人工喂养又可能带来一系列的其他问题,而目前并无切实证据表明剖宫产和人工喂养能减少免疫阻断失败率,因此采用主被动联合免疫时,母亲慢性HBV感染不应作为剖宫产和人工喂养的指征,尤其对于HBeAg和HBV-DNA均阴性的携带母亲而言。

  免疫逃逸突变株

  HBsAg α决定簇为HBV各血清型所共有。其抗体可对各血清型提供交叉保护。α决定簇突变株和母婴传播免疫失败的关系是近年研究的热点,普遍的观点认为α决定簇突变株的增多与乙肝疫苗接种和/或HBIG应用有关。Hsu研究了台湾地区大规模乙肝疫苗接种前后三次调查中HBV-DNA阳性儿童中α决定簇(氨基酸110-160)突变株的变化。在实施大规模乙肝疫苗接种前的1984年调查中,α决定簇突变株占7.8%,而实施接种5年后的1989年,突变株上升到19.6%,接种10年后的1994年,这一比例上升到28.1%。在接种疫苗儿童中突变株的比例高于未接种乙肝疫苗儿童中的比例。在免疫后的儿童中,氨基酸的替代主要集中于140-149位点的高度疏水区,有些儿童中还发现两个以上位点的突变。同时免疫失败儿童中的突变株既见于曾使用HBIG的母婴传播儿童,也见于未使用过HBIG水平传播的儿童,再次说明大规模的乙肝疫苗接种加速了α决定簇突变株的积累。我国的最新研究结果为变异株的免疫选择提供了新的证据。夏氏等检测了经乙肝疫苗免疫后仍发生慢性感染呈携带儿童的HBV优势株α决定簇区氨基酸置换流行率,和未免疫育龄妇女及未免疫携带儿童比较高5.41倍,氨基酸置换位点主要也是145、126和133。作者同时用非常敏感的特异基因序列固相pCR发现145和126位氨基酸点突变在未免疫携带者中也常见,和疫苗免疫失败者差异不显著,但主要是以弱势准种存在。进一步说明可能是乙肝疫苗和HBIG的免疫选择压力使弱势变异株逐步显露出来成为优势株。但最近王珊珊在并未受到HBIG和疫苗免疫压力的引产胎儿中检出HBV S区的突变株,说明突变株的垂直传播可能不仅仅和免疫压力有关,还有其他因素在起作用。

  HBsAg突变株的增加使人们对现行疫苗的保护效果产生疑虑。一方面,在体外研究中已证实α决定簇某些氨基酸的替代可引起HBsAg抗原性的变化,尤其表现在和某些单克隆抗体结合力的下降。但另一方面乙肝疫苗接种诱导的是多克隆的抗体反应,针对HBsAg α决定簇的多个抗原结合位点,因此α决定簇突变株的单个氨基酸替代未必能使乙肝疫苗诱导的免疫反应失保护。α决定簇突变株中,145精氨酸突变株是发现最早、研究最为充分的突变株。该突变株与几种能结合野生株的单克隆抗体结合能力都明显下降,并且在未经免疫的黑猩猩中具有感染性和致病性。为检验市售疫苗对145精氨酸突变株的保护力,Ogata用黑猩猩进行研究使用市售Merck和SmithKline Beecham两种疫苗各免疫2只从未感染过乙肝病毒的黑猩猩,在第二剂免疫后一月,4只黑猩猩抗-HBs均达10mIU/ml(保护性水平)后静脉接种145精氨酸突变株并随访2年,同时以用注射生理盐水代替乙肝疫苗的2只黑猩猩同样接种145精氨酸突变株为对照。结果经免疫的4只黑猩猩均未出现与HBV感染有关的血清学和生化证据,而作为对照的2只黑猩猩均呈典型的乙型肝炎。竞争ELISA发现,黑猩猩经免疫产生的抗-HBs不仅能和野生型表面抗原结合,也能和突变型的表面抗原起反应,因此作者认为现行的乙肝疫苗免疫成功后能预防145突变株的感染,母婴传播免疫失败儿童中HBsAg变异株的存在可能因多种因素引起,如病毒高滴度等,并不一定单是突变本身的作用。但需指出该研究只是暴露前的预防,而HBV母婴传播的阻断主要是暴露后的预防,二者之间可能有所不同。正象应用HBIG预防肝移植再感染是一样,多克隆的抗体也对突变株形成选择。还有报道免疫失败儿童发展为慢性肝炎者与其母亲携带的变异病毒的序列相一致。因此是否需要在现有疫苗中增加变异株的HBsAg以预防免疫逃逸变异株尚需进行更深入研究。

                      进一步减少母婴传播的措施

  减少母亲HBV感染

  我国许多地区已将乙肝标志物列为婚前检查项目,说明社会对乙型肝炎预防工作的重视。性接触也是HBV的主要传播途径之一,在国外乙型肝炎被归为性传播疾病(STD),因此对易感妇女,尤其是配偶HBsAg阳性的妇女进行乙肝疫苗接种对减少母亲HBV感染进而减少母婴传播具有一定意义。孕期和哺乳期的妇女并不是乙肝疫苗接种的禁忌症,相反美国妇产科学院(ACOG)和免疫接种顾问委员会(ACIP)推荐对高危(家庭中有HBV感染者)的孕妇和乳母接种乙肝疫苗,以减少婴儿受感染的危险。

  减少母血中HBV含量

  前已述及,母婴传播免疫失败和母亲血中高的病毒含量有关。当血清HBV-DNA超过8pg/μl时,即使主被动联合免疫也不能阻断其母婴传播。因此降低母血中病毒含量有望减少宫内感染及免疫失败的发生。许多文章呼吁母亲有活跃HBV复制者(HBeAg阳性)应采取避孕措施,待血中病毒含量降低或经治疗后病毒滴度明显下降或HBeAg阴转后再考虑妊娠。这种想法很好,只是常常难已做到。因为,一方面慢性携带者的HBV复制相对稳定,e抗原的自然转换率很低;另一方面现有的治疗措施的效果并不如人意。INF-α治疗不仅费用昂贵,对有转氨酶升高的病人HBeAg转换率也只有30%-40%,对转氨酶正常的亚洲病人的HBeAg转换率更低。拉米夫定虽可快速抑制病毒复制,降低血清HBV-DNA含量,但停药后迅速反跳,HBV-DNA恢复原有水平或更高。因此期望待母亲血中HBV含量降低以后再妊娠的想法常常难于实行。

  一般认为宫内感染的发生主要在孕晚期,而此时胎儿各主要器官已成型,因此孕后期给予一定的干预措施成为另一选择。朱氏曾对一组孕妇产前三月使用HBIG。每月一次。治疗组宫内感染率5.7%,较对照组的14.7%明显降低,未观察到明显的副反应。胎儿宫内获得抗-HBs可能是HBIG的作用机理之一。产前注射HBIG减少宫内感染的效果尚待更多的研究证实。拉米夫定具有快速抑制HBV复制作用。艾滋病病人的使用经验表明在孕晚期使用拉米夫定基本是安全的,因此一项结合现有免疫预防措施,在高危母亲围产期使用拉米夫定降低HBV母婴传播的研究正在进行。

  提高乙肝疫苗接种率

  乙肝疫苗纳入计划免疫,为所有新生儿免费接种无疑将为提高全国尤其是老少边穷地区的接种率起到极大的推动作用。值得注意的是,由于HBV母婴传播主要发生在产时,其疫苗接种属于暴露后预防,因此接种必须尽早进行。但有些地区由于经济条件的限制,住院分娩率不高,这部分新生儿往往不能及时得到疫苗接种。另外许多出生时有医学情况如早产、窒息等的新生儿的疫苗接种也常常被忽视,怎样对这些婴儿进行有效管理尚需研究。

  宫内接种疫苗

  生命早期免疫耐受机制的重新认识提出了子宫内接种疫苗以预防某些疾病的思路。已有动物实验研究宫内接种疫苗成功诱导免疫的报道,但要将宫内接种疫苗成功应用于预防HBV母婴传播还有许多工作要做。

                     乙型肝炎预防的新问题

  近年来有报道在卵细胞和精子中存在HBV,引起人们思考HBV有无通过生殖细胞进行传播的可能。已有报道在父亲HBV阳性而母亲HBV阴性的引产胎儿发现HBV感染,也有报道在父亲HBV阳性而母亲HBV阴性的活产婴儿出生时即检出HBV感染标志。这种遗传传递在HBV的传播中的地位及遗传传递的小儿将来的转归都是未知的问题。如果遗传传递确实存在,无疑为全面控制HBV感染增加了新的困难。

  综上所述,虽然在乙型肝炎母婴传播的预防上仍存在一些问题,但现有的疫苗接种或HBIG联合乙肝疫苗仍是目前控制HBV感染的最有效手段,并且具有极高的成本-效益比。因此当务之急是在加强乙肝疫苗的接种工作,提高乙肝疫苗的覆盖率的同时,加强对HBV母婴传播免疫失败研究,减少新传染源形成。

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