Amino Acid Polymorphism in Hepatitis B Virus Associated With Functional Cure

• Project/Area Number: 19K08482
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: Kato Takanobu 国立感染症研究所, ウイルス第二部, 室長 (20333370)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: B型慢性肝炎 / 臨床的治癒 / 遺伝子変異 / cccDNA / HBV / コア蛋白質

Outline of Research at the Start

本研究ではHBVのコア領域の変異が、このウイルスのライフサイクルに与える影響を解析することを目的とする。HBVのコア領域には、病態が進行した患者に多くの変異が検出される領域があることが知られている。特にI97Lの変異は、遺伝子型C株のコア領域に最も多くみられる変異のひとつであり、この変異ウイルスを持つHBe抗原陰性の慢性肝炎患者ではHBs抗原量とHBV DNA量の自然低下が期待できることが報告されている。そこで、本研究ではI97Lを含むコア領域の変異がHBVのライフサイクルに与える影響を解析し、HBs抗原量やHBV DNA量の低下を引き起こすメカニズムの解明を目的とする。

Outline of Final Research Achievements

The substitution of isoleucine to leucine at amino acid 97 (I97L) in the hepatitis B core region has been reported as a key predictor among patients with stable hepatitis. In this study, we attempted to identify the point at which I97L affects the HBV lifecycle and to elucidate the underlying mechanisms governing the stabilization of hepatitis. The effects of I97L on viral characteristics were evaluated by in vitro HBV production and infection systems with the HBV reporter virus and cell culture-generated HBV. HBV-I97L exhibited lower infectivity than HBV-I97wt in both infection systems with reporter HBV and cell culture-generated HBV. HBV-I97L virions exhibiting low infectivity primarily contained a single-stranded HBV genome. The lower efficiency of cccDNA synthesis was demonstrated after infection of HBV-I97L or transfection of the molecular clone of HBV-I97L.The I97L substitution reduces the level of cccDNA through the generation of immature virions with single-stranded genomes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現行のB型慢性肝炎治療では臨床的治癒が治療目標とされている。これまでにB型慢性肝炎症例のHBVゲノムの解析から、コア領域I97Lの変異が臨床的治癒に関与していることが報告されている。そこで、このI97Lの変異がHBVのライフサイクルに与える影響を解析した。その結果、I97L変異は一本鎖ゲノムを持つ未熟なウイルスを産生し、cccDNA生成効率の低下に関与してることが明らかとなった。そして、このcccDNA合成効率の低下が、感染HBV量を減少を引き起こし臨床的治癒の成立に寄与していると考えられた。臨床的治癒の達成のためには感染細胞中のcccDNA量を低下させる治療法の確立が必要と考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Amino Acid Polymorphism in Hepatitis B Virus Associated With Functional Cure (2021)
  • Author(s): Honda T, Yamada N, Murayama A, Shiina M, Aly HH, Kato A, Ito T, Ishizu Y, Kuzuya T, Ishigami M, Murakami Y, Tanaka T, Moriishi K, Nishitsuji H, Shimotohno K, Ishikawa T, Fujishiro M, Muramatsu M, Wakita T, Kato T.
  • Journal Title: Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology Volume: 12 Issue: 5 Pages: 1583-1598
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2021.07.013
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] B型慢性肝炎患者における機能的治癒（Functional Cure）予測因子としてのコアI97L変異の可能性 (2022)
  • Author(s): 本多隆, 加藤孝宣, 石上雅敏
  • Organizer: 第108回消化器病学会総会
• [Presentation] B型慢性肝炎患者における機能的治癒(Functional Cure)症例の特徴とコアI97L変異の関係 (2022)
  • Author(s): 本多隆, 加藤孝宣, 石上雅敏
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] Functional cureに関与するコア領域のアミノ酸変異がHBVライフサイクルに与える影響の解析 (2021)
  • Author(s): 加藤孝宣、山田典栄、本多 隆
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Presentation] Amino Acid Polymorphism in Hepatitis B Virus Associated with Natural Clearance of HBV DNA and HBsAg. (2020)
  • Author(s): 2.Takashi Honda, Norie Yamada, Asako Murayama, Asuka Kato, Takanori Ito, Yoji Ishizu, Teiji Kuzuya, Masatoshi Ishigami, Yoshiki Murakami, Tetsuya Ishikawa, Mitsuhiro Fujishiro, Takanobu Kato.
  • Organizer: AASLD The Liver Meeting 2020
  • Int'l Joint Research