十年前,我们想回答的是:为什么CHB患者血清中会有HBV RNA?今天,我们还想追问:当HBV DNA已经检测不到时,病毒真的沉默了吗?
写在第十六个世界肝炎日
● 2010年5月,第63届世界卫生大会通过WHA63.18号决议,将每年7月28日确定为世界肝炎日;2011年7月28日,世界卫生组织首次按这一决议举办世界肝炎日活动。今年是第十六个世界肝炎日。
选择7月28日,是为了纪念乙型肝炎研究先驱巴鲁克·塞缪尔·布隆伯格教授。他发现了后来被称为乙肝表面抗原的“澳大利亚抗原”,推动建立乙肝检测并开发疫苗,改变了无数人的命运。
中国曾经是肝炎大国。经过数十年的疫苗接种、母婴阻断和抗病毒治疗,我国乙肝防控取得了举世瞩目的进步;但乙肝造成的肝硬化和肝细胞癌负担仍然沉重。世界肝炎日谈“消除肝炎”,既要回望疫苗和抗病毒药物带来的改变,也应记录中国研究者为乙肝诊断和治疗作出的探索。
我想借这个日子,回顾我们与许多同行共同推动的一项工作:血清HBV RNA——一条按照经典教科书似乎“不该大量存在”于血液中的病毒RNA,如何被重新认识,进而成为一个走进临床的乙肝新指标。
一条“不该存在”的RNA
● HBV是一种DNA病毒,但它的复制必须经过RNA中间体。肝细胞核内的共价闭合环状DNA(cccDNA)转录产生前基因组RNA(pgRNA);pgRNA与病毒聚合酶结合后被包装进核心蛋白形成的核衣壳,并在其中逆转录生成HBV DNA。成熟的含DNA核衣壳获得包膜后释放入血,成为我们熟悉的丹颗粒。
照此理解,在感染肝细胞的细胞质内,核衣壳首先将pgRNA/pol蛋白复合物包裹起来,然后启动逆转录过程(注:有人将之等同于存在于循环血的pgRNA病毒样颗粒,使错误的理解);进入血液的完整病毒颗粒(Dane颗粒)应当主要携带rcDNA。然而,早在1996年,Kock等就已在慢性HBV感染者血清中检测到多聚腺苷化的HBV RNA。此后相当长时间里,一个基本问题始终没有得到令人信服的回答:血清中的HBV RNA究竟是什么?它是细胞破裂后泄漏的游离RNA、外泌体携带的片段,还是病毒颗粒形成过程中产生的某种产物?
这个问题在接受核苷(酸)类似物(NAs)治疗的患者中尤其值得关注。NAs强力抑制逆转录,往往能很快使血清HBV DNA降至检测下限以下;但不少患者的血清HBV RNA依然存在。这些RNA为何没有随着DNA一起消失?
2016年,我们确认了它的“身份”
● 缘起:下一个五年,我们做什么?
●“十三五”国家科技重大专项即将启动之际,我曾把实验室的主要助手和合作者召集到一起,讨论了一个颇为“严肃”的问题:下一个五年,我们做什么?
“十一五”期间,我们承担的乙肝、丙肝诊断试剂研发,实现了相关检测从定性向定量的转变;“十二五”期间,我们以病毒性肝炎诊断试剂研发及其临床意义为主线,联合大学、科研机构、医院,特别是诊断试剂企业,推动已有试剂质量提升,并探索新型定量指标的临床应用。那么,到了“十三五”,还只是把现有试剂做得更好吗?
大家最终形成的共识是:下一步应当转向新指标的发现、临床价值验证和诊断试剂转化。对我们实验室而言,其中一个重点就是血清HBV RNA:厘清它的分子组成和存在形式,判断它能否成为一种新的血清病毒学指标,验证其临床意义,并最终推动临床检测试剂研发,使其服务于患者的诊疗。要实现这些目标,首先必须回答一个最基本的问题:血清中的HBV RNA究竟是什么?
经过一系列核酸酶消化、密度梯度离心、免疫沉淀、电子显微镜观察和分子结构分析,我们在2016年发表于《Journal of Hepatology》的研究中证实:CHB患者血清HBV RNA的主体,是存在于丹颗粒样病毒颗粒核衣壳内的pgRNA及其逆转录残余。这些RNA并不是简单漂浮于血液中的转录碎片,而是经过包装和颗粒装配后释放入血的病毒复制产物。
这项发现也补充了我们对HBV生命周期的认识。聚合酶抑制剂阻断了pgRNA向DNA的逆转录,却并不直接关闭cccDNA转录,更不阻止含RNA核衣壳的形成和释放。因此,在NAs治疗下,HBV DNA可以迅速下降,而血清pgRNA仍可能持续存在。
血清HBV RNA阳性所代表的,不只是“测到了一段RNA”,而是肝内仍可能存在cccDNA转录、病毒蛋白翻译及核衣壳装配。
由于pgRNA颗粒的形成需要病毒聚合酶与pgRNA结合,也需要核心蛋白表达并完成核衣壳装配,血清中仍可检出这类颗粒,至少提示肝细胞内病毒转录和部分蛋白表达尚未停止。core、polymerase等病毒抗原仍可能成为免疫识别的对象,为持续的免疫介导炎症提供生物学基础。当然,血清HBV RNA目前首先是残余病毒活动的标志物;它本身是否直接驱动肝脏炎症、纤维化或肿瘤发生,仍不能由相关性研究简单下结论。
一次由审稿意见推动的多中心验证
● 这篇文章的临床部分,还源于投稿过程中的一次重要推动。审稿人提出:仅仅证明血清HBV RNA是什么还不够。为了更好地验证它的临床意义,特别是能否识别NAs停药后发生病毒学反弹和复发的高风险患者,需要进一步的不同地域的多中心队列研究。
在当时有限的时间里,中山大学附属第三医院高志良教授团队和重庆医科大学附属第二医院任红教授团队给予了大力支持,使我们得以完成多中心临床验证。结果显示,在停药时HBV DNA均已检测不到的患者中,血清HBV RNA仍为阳性者,停药后发生病毒学反弹的风险显著更高;相反,HBV DNA和HBV RNA持续双阴性的患者,复发风险明显较低。
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多年以后回望,我仍十分感谢审稿人的这一追问,也感谢高志良教授、任红教授及其团队在关键时刻伸出的援手。正是这次合作,使一项关于“血清中究竟存在什么”的病毒学发现,从一开始就与“它能为患者带来什么”联系在了一起。
从“它是什么”走向“它能告诉临床什么”
● 随后,不同实验室——也包括我们——从多个角度证实,血清HBV RNA与肝内cccDNA转录活性相关,而且这种联系并不会因为NAs治疗而消失。HBV DNA主要反映逆转录的结果;在逆转录受到药物强力抑制后,血清HBV RNA则为观察残余cccDNA转录活动打开了另一扇窗口。
随着研究积累,血清HBV RNA被用于探索多个临床问题:预测NAs停药后的病毒学反弹和临床复发,评价长期治疗中的残余病毒活动,预测HBeAg血清学转换,以及作为乙肝新药临床试验中的探索性病毒学终点。从2017年写入EASL更新指南开始,它又陆续进入我国慢性乙肝防治指南、亚太肝病学会停药指导意见、EASL-AASLD治疗终点专家会议报告以及FDA乙肝新药研发指导建议等文件。
在推动血清HBV RNA走向临床应用的过程中,南方医科大学南方医院孙剑/侯金林教授及其团队开展了一系列系统研究,涉及NAs治疗应答、停药后复发、不同检测靶区的方法学差异以及远期HCC风险。其中,2025年发表于《Clinical Gastroenterology and Hepatology》的一项多中心回顾-前瞻性队列研究纳入1,374例接受恩替卡韦或替诺福韦治疗的CHB患者。结果显示,治疗第1年和第2年血清HBV RNA下降不足,均与更高的HCC发生风险独立相关;将早期HBV RNA下降幅度纳入PAGE-B、mPAGE-B和aMAP等既有风险模型后,还可进一步提高其预测效能。这项研究把血清HBV RNA的临床意义,从反映残余病毒转录活性和预测停药复发,推进到了NA治疗下长期HCC风险分层。
临床组织学研究进一步赋予了这个指标更具体的意义。北京友谊医院尤红、贾继东团队联合华山医院张文宏团队及我们实验室,对239例具有治疗前后配对肝活检的CHB患者进行了研究。即使经过78周抗病毒治疗,部分患者血清中仅残留20–200 IU/mL的低水平HBV DNA,其可检出仍与肝纤维化进展独立相关;与此同时,纤维化逆转患者的血清HBV RNA下降幅度明显大于纤维化进展患者。
这项合作让我进一步看到:残余HBV DNA或HBV RNA并非无关紧要的“分子尾迹”,而可能是肝内病毒活动尚未完全沉寂、并影响组织学恢复的外周标志。此后,也有研究发现,在接受NAs治疗的CHB患者中,较高或持续可检出的血清HBV RNA与更高的HCC发生风险相关;在HBV DNA已不可检出的HBV相关HCC患者中,较高的血清pgRNA还与术后复发和不良预后相关。这里仍需强调:这些研究支持的是风险标志物价值,并不等于证明HBV RNA颗粒本身直接导致纤维化或HCC。
一个新指标走向临床,并非一帆风顺
● 科学发现要进入临床,远不只是发表一篇论文。早期我们围绕血清HBV RNA检测先后申请了系列专利,并授权企业开发相应试剂。但这一指标的临床应用价值也曾受到一些质疑,相关研发工作一度受到影响。
在国家“十三五”传染病防治重大专项执行期间,了解到有关情况后,我推动调整研发的安排,由新的项目主体承担单位去主力完成。最终,在热景生物高琦博士领导的研发团队成员的共同坚持和努力下,检测体系得以完成(注:期间我曾参观过今天已经是高博士的工位,抬头可见处就是一个军令状,详细地列出了关键⌚️节点要达成的主要指标,及对应的奖惩措施)。此后,由热景生物和圣湘生物分别研发的相关检测试剂陆续获批并进入临床应用。北大作为相关专利的拥有者和我作为项目的亲历参与者,在这里也作一项利益关系说明。我们牵头的该课题,后来增补了的另一任务承担单位上海仁度生物,由其开发的恒温扩增检测试剂也已获批。
一个新指标当然可以、也应该被质疑。只有经得起“为什么要测、测到的是什么、能否改善临床诊断和有助于对患者的评估与管理并使之获益”的连续追问,它才可能从一项有趣的发现成长为真正有用的临床工具。但是否值得继续验证,最终应该由严谨的实验、临床队列和患者结局来回答。
与国际诊断企业交流留下的不同记忆
● 在试剂研发早期,我们曾与Roche和Abbott就血清HBV RNA进行交流。后来,Roche还曾提供50万元人民币研究经费,支持我们开展HBV cccDNA基础研究。两件事之间是否存在直接联系,我并不清楚,但这份对基础研究的支持,至今仍值得感谢。
两家公司后来都开展了血清HBV RNA检测研发,但迄今主要仍作为科研试剂使用。后来看到Abbott选择了与我们不同的检测区域,我曾猜想,这或许有绕开既有专利的考虑。当然,这只是作为亲历者的一种推测。更值得讨论的科学问题和临床应用考虑是,不同靶区选择可能带来真实的生物学差异:作为逆转录模板的pgRNA,其3′端更容易发生降解和截短,因此,不同检测体系所看到的“血清HBV RNA”,可能并不是完全相同的一组分子。检测标准化至今仍是这一领域需要认真解决的问题。
从第一版共识到第二版:指标的“身份”正在改变
● 2022年,中华医学会肝病学分会基础医学与实验诊断协作组组织制定了第一版《慢性HBV感染者血清HBV RNA检测及临床应用的专家共识》,对检测方法、结果解释和临床应用场景进行了系统梳理。
目前,第二版共识正在撰写。与第一版不同,这一次改由中华医学会肝病学分会组织,主要由临床医生参与和主导,并由孙剑教授和中华医学会肝病学分会前任主委也是第二版共识的主要发起者徐小元教授共同担当。起草主体的变化,看似只是组织形式的调整,背后反映的却是血清HBV RNA正在从一个由基础研究和实验室诊断推动的新指标,逐渐成为临床医生主动关注、评价和规范使用的工具。
作为这一指标早期发现、实验验证和临床转化的亲历者,看到这样的变化,我确实有一点小小的自豪。一个新指标真正得到认可,不只是被写进了多少个指南或共识,更重要的是临床医生开始主动讨论:它能帮助我们解决什么问题,又能否改变患者的评估与管理。
下一步:从HBV DNA、HBV RNA走向病毒总核酸
● 早在血清pgRNA检测研发过程中,我们就提出了同时检测HBV DNA和RNA、以血清病毒总核酸评价残余病毒活动的设想,并建立了相应检测体系和方法。近年来,这一项目得到中央引导地方科技发展专项支持,目前体系建设已基本完成。
为什么还要检测“总核酸”?在NAs治疗下,HBV DNA常被压低至现有高灵敏度试剂的检测下限以下,但此时HBV RNA仍可能持续存在。初步临床队列比较显示,由于检测靶标增加了HBV RNA,总核酸检测相对于公认性能优异的HBV DNA检测试剂,能够进一步提高残余病毒核酸的检出能力;这一优势在接受NAs治疗、HBV DNA已极低或不可检出的患者中尤其明显。
这种“更灵敏”不只是分析性能上的数字改进。若总核酸阳性来自被核衣壳包裹的HBV DNA、和pgRNA及其残余,它提示的可能不仅是还有核酸存在,也包括肝内仍在发生病毒转录、部分蛋白翻译和颗粒装配。它们能否更准确地反映残余cccDNA转录活性,能否预测NA停药后的病毒学反弹,能否评价乙肝新药对不同生命周期环节的作用深度,以及能否帮助我们识别传统HBV DNA检测已经“看不见”、但病毒活动尚未完全沉寂的患者,正是下一阶段需要回答的问题。
写在最后:一份小小的自豪,也是一份继续求证的责任
● 回望这段经历,我最想感谢的,是那些在研究最需要临床队列、组织学证据和研发力量时伸出援手的同行与合作者。一个新指标从实验室走向临床,从来不是一个人的工作,也不是一篇论文能够完成的。审稿人的追问、高志良教授和任红教授团队在多中心验证中的支持,尤红教授、贾继东教授、张文宏教授团队在组织学研究中开创性的工作及我们间的合作,以及高琦博士和研发团队在转化阶段的坚持,更重要的还有来自科技重大专项的对“好课题”的追加支持,共同构成了这条道路。
中国曾经是肝炎大国,今天乙肝造成的疾病负担仍然十分沉重。在乙肝实验室诊断指标中,血清HBV RNA可能是少数从病毒学发现、实验验证、临床评价到检测试剂转化,主要由中国学者和中国企业推动完成的新指标。它当然还不完美,其检测标准化和临床应用边界仍需更多研究回答;但也正因如此,这段历史值得被如实记录。
从基础医学与实验诊断协作组起草第一版共识,到由肝病学分会和临床医生主导的即将发表的第二版;从一条“不该存在”的RNA,到获批进入临床的乙肝新指标——它走过的,正是一项主要由中国学者推动的新指标逐渐被临床认识和接纳的道路。
HBV DNA阴性回答的是逆转录产物是否仍然可见;HBV总核酸检测进一步追问的,则是肝内病毒的转录、蛋白表达和颗粒装配是否仍在继续,以及这些残余活动是否仍在影响患者的肝脏结局。
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